Blown in the wind

Di Massimo Ippolito
Apprendo con grande dolore la notizia della morte, a soli 38 anni, di Corwin Hardham cofondatore e CEO di Makani Power.
Provo un profondo disappunto per aver perso in questo modo assurdo, ed ad una età dove è assurdo morire, un valido concorrente nella sfida e nello sforzo di introdurre nello scenario energetico globale i dispositivi AWE.
Con Corwin condividevo il discorso olistico sull’energia, il pesante influsso economico, l’occasione di giustizia sociale, l’impegno a divulgarne gli assunti e sono certo di averne pericolosamente condiviso il rischio cardiaco nel provare a spiegare ai nostri simili, le importanti ragioni che hanno mosso il nostro grande impegno.
Ogni volta che abbiamo dedicato del tempo con entusiasmo e passione a spiegare le ragioni del nostro lavoro, ad interlocutori supposti qualificati, ci esponiamo ad un epilogo devastante, tipicamente l’interlocutore non capisce quasi nulla nonostante un raffinato e generoso eloquio didattico o programmatico.
Questi malaugurati ed ansiogeni eventi ti sottraggono letteralmente dei mesi di vita dal grantotale della tua propria esistenza, Corwin forse è stato molto più generoso del sottoscritto nello spendersi ed ha con ogni probabilità esaurito prematuramente la sua dotazione vitale.

Articolo QualEnergia: appunti tecnici

Salve a tutti, questo è il mio primo post sul blog, mi presento. Mi chiamo Antonello Cherubini e sono neolaureato in ingegneria meccanica al Politecnico di Milano.
Vorrei fare una piccola appendice tecnica all’articolo di Alessandro Codegoni apparso su QualEnergia.it all’inizio di Ottobre 2012, sperando che possa essere utile a convincere alcuni scettici.

Nell’articolo si dice “… gli aquiloni, una volta in quota, agiscono come grandi ali o vele che vanno di bolina: il vento che passa sopra la loro superficie ricurva, genera una trazione, proporzionale alla superficie del kite e al cubo della velocità del vento.”
Vorrei specificare che la trazione delle funi non è proporzionale alla velocità del vento al cubo, bensì alla velocità al quadrato. Ad essere proporzionale alla velocità al cubo è invece la potenza. Forza x Velocità = Potenza.

Per quanto riguarda invece questo passaggio dell’articolo: “…però bisogna anche dire che molti degli stessi tecnici pensano che le stime di potenza e di capacità fatte da Ippolito si ridimensioneranno molto, una volta che si passerà dalla carta al mondo reale.” vorrei dire che ho provato dispiacere nel leggere queste ultime righe perché generano molta sfiducia in un lettore non esperto ed alimentano lo scetticismo. È giusto essere scettici nella vita, ma in questo caso vorrei che ci si confrontasse sui numeri.

Provo a spiegare in parole semplici un ragionamento che per essere compreso a pieno necessita di alcuni anni di studio. In particolare la dimostrazione della formula che userò è relativamente semplice, ma comunque assolutamente inaccessibile ad un pubblico generalista. Il modello matematico del volo del Kitegen è il modello di Loyd, del 1980. È assodato nella letteratura scientifica da oramai 30 anni.
La potenza estraibile dal Kitegen è data da questo prodotto:
Potenza = 1/2* rho * v^3 * 4/27 * E^2 * Cl * A
rho è la densità dell’aria
v è la velocità del vento che soffia sulla farm
E è l’efficienza aerodinamica dell’ala Cl è il coefficiente di lift (portanza aerodinamica) del kite
A è l’area del kite

Mettiamoci dentro dei numeri conservativi e vediamo cosa esce. “Conservativo” in gergo ingegneristico significa “non ottimistico”.
rho = 1.225 Kg/m^3
A = 150 m^2
v= 12 m/s (è quella utilizzata nel rating di una gigantesca turbina Vestas v100. Ricordiamo che la velocità poi si moltiplica al cubo, quindi è il numero più importante di questa formula)
E=10 (efficienza aerodinamica = rapporto portanza/resistenza, anche questo è un numero ragionevole, se volete posso approfondire, il discorso diventa complicato)
Cl=0.65 (anche qui il discorso diventa complicato)

Potenza Kitegen prima del capacity factor = 1/2* 1.225 * 12^3 * 4/27 * 10^2 * 0.65 * 150 = 1 528 800 W ovvero abbiamo già il nostro 1.5 MW (Di confronto, la famosa gigantesca Vestas v100 arriverebbe ora a 1.8MW)
Se a questo discorso aggiungiamo un capacity factor molto maggiore rispetto all’eolico convenzionale, cioè le famose 6000 ore/anno rispetto alle circa 2000 di una turbina classica, (anche qui sto un po’ semplificando il discorso) allora vi sarà chiaro che, utilizzando criteri di rating in qualche modo equivalenti a quelli dell’eolico tradizionale, si arriva in via “non ottimistica” a dire che il Kitegen è un impianto da 3MW. Se ci fidassimo dei numeri 6000 e 2000 allora dovremmo scrivere 4.5 MW, ma limitiamoci a fidarci dei 3MW. Il risultato è già incredibile.

Trovate ulteriori dettagli nella mia tesi di laurea.

Resto a disposizione per chi volesse ulteriori chiarimenti.
antonello.cherubini@gmail.com
Antonello Cherubini

Aggiornamenti su Alcoa, investitori e Piano Industriale

In molti ci chiedono aggiornamenti sul nostro coinvolgimento nel salvataggio dello stabilimento di Portovesme.

Ad oltre un mese dalla proposta KiteGen per Alcoa nessun esponente governativo ha preso contatto con noi per discutere i documenti presentati il 10 Settembre (1 e 2).

Restiamo ancora in attesa, convinti di aver prospettato l’unica vera soluzione possibile.

Probabilmente comporre in breve tempo un panel multidisciplinare come quello richiesto, qualificato in tutti i cinque domini dell’ingegneria in cui KiteGen spazia, è uno scoglio difficilmente aggirabile.

I contatti con Alcoa sono in corso già dalla prima ora; Alcoa aveva risposto con interesse a KiteGen (informando anche il sottosegretario De Vincenti e il Presidente Cappellacci) ma i rapporti si sono raffreddati poiché le garanzie istituzionali che Alcoa richiedeva per l’implentazione del nostro piano sono venute a mancare.

Il nostro auspicio è che la riforma del titolo quinto che riporterà la competenza sull’energia dalle Regioni allo Stato sia l’occasione per creare un organo all’interno del governo a servizio dello Stato in grado di capire le difficili e delicate questioni dell’energia.

La vicenda Alcoa ha creato grande interesse mediatico nei confronti di KiteGen che si è manifestato in un forte aumento di visite alla nostra sede sia da parte di giornalisti ma soprattutto da parte di nuovi investitori interessati a partecipare al progetto.

Ecco le più significative e recenti interviste rilasciate:

su greenreport.it

su corriere.it

Ai più desiderosi di novità positive, possiamo solo dire che in queste settimane sono in corso trattative piuttosto serrate con molti nuovi investitori in merito all’avvio del piano industriale.Anche l’aumento di capitale di SOTER ha ricevuto molte manifestazioni di interesse e ha portato finora ad un risultato veramente significativo.

PS: Visto che alcuni soci WOW ci hanno chiesto se è ancora possibile migrare in SOTER, vi informiamo che l’opzione di passaggio è ancora valida MA solo fino alla scadenza dell’attuale aumento di capitale fissata il 31/12/12

Seminar: Struttura e componenti del KiteGen Stem

Il post sulle funzioni dello stem ha animato diverse discussioni tecniche sulla nostra lista pubblica kitegen . Il seminar che proponiamo oggi inquadra la tematica aggiungendo dettagli sulle altre componentistiche elettriche e meccaniche correlate, tra le quali i sensori, la struttura igloo, gli alternomotori.

Le sette funzioni dello Stem

Lo Stem, letteralmente “Stelo” è il componente più appariscente del Kitegen  in configurazione yo-yo, tanto che l’intera macchina viene denominata Stem.

E’un braccio robotico sensorizzato realizzato in materiali leggeri (alluminio o fibra di carbonio) montato su una torretta rotante vincolata alla struttura portante (igloo o cupola) mediante una ralla.

Sebbene molte soluzioni adottate nei vari progetti di eolico d’alta quota (compreso il nostro prototipo mobilgen) non prevedano un braccio robotico di tali dimensioni (circa 20 m) lo stem non è certamente un elemento decorativo ma implementa ben 7 funzionalità della macchina:

1) La grande maggioranza dei fallimenti nei decolli (kite-crash) o nelle manovre di volo avviene a bassa quota.  Lo stem consente di operare sempre con la vela posta ad una quota opportunamente lontana dal suolo; inoltre il vento presente a 15-20 m di altezza sul terreno è sempre più intenso che al suolo, quindi la vela a quell’altezza ha maggiore probabilità di trovare il vento con la velocità sufficiente per il decollo.

2) il movimento ed i gradi di libertà del braccio robotico stem consentono di effettuare delle rapide manovre che generano un vento apparante sufficiente per far alzare la vela in volo anche in caso di venti molto deboli.

3) Lo stem consente ai cavi in uscita dagli alternomotori e dagli argani di rimanere allineati per molti metri riducendo la fatica e le vibrazioni su questi componenti

4) lungo lo stelo sono posti i sensori capaci di inviare alla centrale di controllo le informazioni sulle deformazioni meccaniche in atto e la posizione del braccio.  In particolare sono presenti 9 nanogauge (sensori di deformazione) e gli encoder che misurano gli angoli di rotazione del braccio rispetto al piano orizzontale e verticale

5) Quando la vela è investita  da raffiche lo stem è il primo componente cui viene trasmessa la forza impressa dalla raffica mediante i cavi.  I sensori di deformazione inviano le informazioni alla centrale di controllo che, qualora si rilevino raffiche troppo intense, è in grado di rispondere adeguatamente con manovre atte ad allontanare la vela dalla finestra di potenza riducendo la sollecitazione meccanica.   Durante il tempo di elaborazione e reazione della centrale di controllo, che per quanto breve è non nullo, lo stem consente di assorbire la sollecitazione meccanica mediante una opportuna deformazione elastica, salvaguardando i componenti meccanici più delicati.

6)  lo stelo consente di supportare il compasso, che è una mano robotica montata sulla sua sommità, che aggiunge gradi di libertà alle manovre sui cavi e la vela.  In particolare le due “dita” (o baffi) del compasso divaricandosi mantengono separati i cavi durante le manovre e ne evitano gli intrecci (twisting)

7) Secondo l’orografia dei siti i venti possono variare la direzione prevalente più o meno rapidamente nel corso delle stagioni o anche nel corso di una stessa giornata. Lo stelo, ruotando in accordo con le direzioni dei venti, consente sempre di posizionare la vela secondo la finestra di massima potenza.

Su Canaleenergia il Piano Industriale KiteGen per Alcoa

Canaleenergia, testata specializzata del Gruppo Italia Energia,  ci segue regolarmente e pubblica oggi una intervista riguardante il piano industriale proposto da KiteGen per il salvataggio di Alcoa.

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