Una
centrale elettrica ad aquiloni
l'ultima sfida all'energia nucleare
Obiettivo
del progetto italiano KiteGen è produrre quanto un generatore
atomico
Con 200 aquiloni su un anello ruotante si avrebbe una potenza
di mille megawatt
CHIERI (Torino) - Se avete mai usato un aquilone, avete sentito
quanto il vento tira sulle mani. Più è grande, più tira. Come
vi spiegherà qualsiasi amante di kite surfing, possono far
volare anche gli uomini. "Anzi - dice Massimo Ippolito,
kite surfer per hobby - li costruiscono inefficienti apposta,
altrimenti ti porterebbero via". Più in alto arrivano,
più forte tirano.
A
questo punto non è più un gioco per bambini e neanche uno
sport. E' un'occasione: le forze, in natura, non si sprecano.
Soprattutto, se si possono usare per generare elettricità.
Forse ci voleva l'incontro fra un kite surfer come Ippolito
e un appassionato di vela, come Mario Milanese, docente al
Politecnico di Torino, perché scattasse l'idea di rivoluzionare
dalle fondamenta il modo di produrre energia eolica.
Il
fatto che il primo abbia un'azienda di sistemi automatizzati
e il secondo insegni Controlli automatici all'università ha
solo fornito gli strumenti per dare la scalata ad un obiettivo,
a prima vista, impossibile: produrre tanta energia elettrica
quanto una centrale nucleare, solo grazie al vento. Partendo
non dalle gigantesche eliche delle turbine che ormai si costruiscono
un po' dappertutto, ma dagli aquiloni dei bambini.
KiteGen,
come si chiama il progetto a cui lavorano Milanese ed Ippolito,
non è l'unico nel mondo a puntare in questa direzione, ma
è anche uno dei rarissimi casi in cui l'Italia, che le energie
rinnovabili, normalmente, si limita a comprarle, è alla frontiera
della ricerca. All'idea del vento dagli aquiloni lavorano
anche, infatti, almeno altri due gruppi, in Olanda e in California.
E'
una guerra di brevetti. Perché, se gli esperimenti confermeranno
le prime verifiche e i primi risultati dei prototipi, è come
mettere le mani su una sorta di pietra filosofale, capace
di scavalcare le debolezze più vistose dell'energia eolica
e, in generale, delle energie alternative: costose, si dice,
ingombranti, incostanti, troppo poco potenti. Dalla parte
degli aquilonisti, c'è, anzitutto, il vento. Quanto forte
soffia, per cominciare.
A
80 metri di altitudine (l'altezza normale di una turbina)
il vento spira, in media, nel mondo, a 4,6 metri al secondo,
un po' più di 16 chilometri l'ora. E' un primo problema. Sotto
i 4 metri al secondo, infatti, le turbine, normalmente, vengono
spente, perché diventano antieconomiche. Il Texas occidentale
- dove l'Enel ha appena varato una centrale eolica con 21
turbine - è un'area ricercatissima, perché il vento soffia
in media a 7-8 metri al secondo (un po' meno di 30 chilometri
l'ora), che viene definita una velocità ottimale. Ora, a 800
metri di altitudine, il vento soffia, in media, nel mondo,
a 7,2 metri al secondo. La velocità ottimale. E un parametro
cruciale, perché, spiegano i manuali di fisica, l'energia
che si può ottenere dal vento aumenta in modo esponenziale
con la sua velocità. "A mille metri di altezza - dice
Milanese - l'energia che puoi ottenere è otto volte quella
disponibile a livello del suolo".
Il
secondo problema del vento è che, in molti posti, non c'è
sempre o, semplicemente non ce n'è. A De Bilt, in Olanda,
che è un posto ventoso, le turbine funzionano 3 mila ore l'anno,
in pratica un giorno su tre. A Linate, nessuno installa turbine,
perché il vento è zero. Ma chi l'ha detto che la pianura padana
è senza vento? Basta andare a 800 metri d'altezza: c'è vento
per 3 mila ore l'anno, quanto a De Bilt per le turbine. E,
nel cielo sopra De Bilt, si arriva a 6.500 ore, più di due
giorni su tre. A Cagliari, si passa da 2.800 a 5 mila ore.
Di vento, insomma, ce n'è molto di più di quanto si possa
pensare sulla base dell'industria eolica attuale. Ma come
catturarlo? "Con lo yo-yo" rispondono Milanese e
Ippolito: un aquilone che sale e scende nel cielo.
In
un capannone di Chieri, alle porte di Torino, l'aquilone elettrico
dispiegato non è altro che un normale kite per il surfing.
Assicurato a due leggeri cavi, da 3 millimetri di diametro,
lunghi 800 metri, l'aquilone si libra in volo, sostenuto dal
vento. Srotolandosi, i cavi fanno girare due cilindri ed è
questa movimento che genera energia, come si carica una dinamo.
Ma questa è la parte più facile. Da buon velista, Milanese
spiega che una barca con il vento in poppa va meno veloce
di una barca che lo prenda ad angolo acuto.
In
termini scientifici, la potenza generabile dall'aquilone aumenta
in funzione della velocità con cui si muove rispetto al vento.
La parte importante del KiteGen è, infatti, il sistema di
navigazione. Dei piccoli sensori, con rilevatori Gps, sono
fissati sull'aquilone e collegati con un computer a terra
che gestisce la navigazione dell'aquilone: un software manovra
piccole trazioni sui cavi per assicurare che il kite proceda
tracciando vorticosi 8 nel cielo. Grazie a queste scivolate
d'ala, l'aquilone aumenta il suo differenziale di velocità
rispetto al vento e, dunque, la potenza elettrica generabile.
In pratica, l'aquilone si comporta come la striscia più esterna
dell'elica di una turbina, senza dover far girare complicati
ingranaggi: "Di fatto - dice Milanese - prendiamo la
parte migliore di una turbina a vento e la mettiamo dove il
vento è più forte".
Quando
il cavo è tirato al massimo, l'aquilone non genera più elettricità.
Uno dei due cavi viene mollato, l'aquilone si impenna, non
offre più resistenza al vento e viene riabbassato: "Per
recuperarlo, consumiamo il 15% dell'energia generata in ascesa".
Il passo successivo è immaginare una serie di questi yo-yo
che funzionano insieme. "Basterebbe tenerli distanti
70-80 metri l'uno dall'altro - dice Milanese - mentre le turbine
devono essere separate da più di 300 metri". Questo significa
che, invece di avere decine e decine di torri eoliche ad ingombrare
il paesaggio, per generare la stessa quantità di energia basterebbero
alti e invisibili aquiloni che, a terra, non occuperebbero
più spazio di una normale centrale elettrica.
Tutto
questo, comunque, per ora è sulla carta. KiteGen, finora,
ha solo fatto volare il prototipo, generando, in tutto 2,5
kilowatt. "Ma - assicura Milanese - il prototipo ha rispettato
le simulazioni del computer e questo ci rende fiduciosi sul
fatto che anche le altre simulazioni siano realistiche".
E questo spinge Milanese a pensare in grande. Ad esempio,
ad un altro attrezzo per bambini: una giostra. Se si montassero
200 aquiloni su un anello, che la forza del vento fa ruotare,
questo movimento potrebbe generare energia con una potenza
di 1.000 megawatt, quanto una media centrale nucleare. Occupando,
sul terreno, non più di un cerchio del diametro di 1.500 metri.
Al costo, calcola Milanese, di 5-600 milioni di euro, un sesto
di quanto costi, oggi, una centrale atomica. L'energia prodotta
dalla giostra KiteGen sarebbe, infatti, più intermittente
di quella nucleare, ma anche assai meno cara. Se la scala
fosse davvero di mille megawatt, un kilowattora, secondo i
calcoli di Milanese, costerebbe solo un centesimo di euro,
un terzo di quanto costa, oggi, l'energia più economica, il
carbone. Tutto così semplice? Con le energie alternative,
sognare sulla carta è facile. Il responso finale, poi, come
direbbe il vecchio Dylan, "soffia nel vento".
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