Quanto è grande una centrale KiteGen?

Dipende dalla configurazione. La sala macchine di un singolo generatore del tipo Stem ha un diametro di ca. 12 metri ed un’altezza di ca. 6,5 m. Il braccio del generatore ha un’altezza di ca. 20 m. Una “wind farm” di 9 generatori Stem, con una potenza nominale complessiva pari a 27 MW, copre un territorio quadrato di circa 500 m. di lato. Nella configurazione Carousel invece, una centrale da 1000 MW ha un diametro di circa 1.800 m.

Quanta energia può produrre una centrale KiteGen?

Si stima che una centrale eolica troposferica da 100 MW possa produrre circa 680 GWh di energia elettrica all’anno. Per esemplificare, questo è la produzione media di energia elettrica per circa 86.000 abitanti in Europa nell’anno 2003 (International Energy Agency – IEA Statistics Division. 2006. Energy Balances of OECD Countries, 2006 edition). Un generatore del tipo Stem da 3 MW può arrivare a produrre ca. 20 GWh/anno senza esigenze sitologiche.

Quanto costa l’energia prodotta da una centrale KiteGen?

L’energia prodotta dai primi prototipi di ricerca con ali in tela si attestava sui 7-600 euro/MWh, mentre  da un generatore KiteGen Stem da 3 MW con ala semirigida è stimata avere un costo totale di produzione di ca a 0,03 € per kWh, comparabile con quello oggi ottenibile tramite i combustibili fossili. Nella configurazione Carousel un generatore da 1000 MW è stimato avere un costo totale di produzione inferiore a 0,01 € per kWh, più basso di quello oggi ottenibile tramite le fonti fossili. Costi ulteriormente migliori sono attesi dalla tecnologia matura che abbia percorso la curva di apprendimento tecnologico ed economico. KiteGen inoltre non presenta limiti pratici di scalabilità, a differenza di tutte le altri fonti le macchine più grandi migliorano le prestazioni, intese come potenza e produttività con una progressione fortemente non lineare.

Come si calcola la potenza specifica del vento?

La potenza specifica del vento viene calcolata in W/m² (Watt per metro quadrato) di fronte vento intercettato ed è uguale a ½ ρ v³ (dove ρ è la densità dell’aria in kg/m³ e v è la velocità del vento in m/s).

Mentre la potenza specifica dell’ala portante è una funzione della efficienza aerodinamica.

Come cambia la potenza specifica del vento con l’altitudine?

Allontanandosi dal suolo e salendo in quota si trova vento mediamente più veloce (e la potenza cresce al cubo con l’aumentare della velocità del vento) e aria meno densa (e la potenza decresce con il diminuire della densità, ma a 1.000 metri di altitudine la densità è ridotta di solo circa un 10%). La potenza specifica del vento tende quindi sempre a crescere dal suolo fino a circa 10.000 metri di altitudine, vedi pagina Dati sul vento.

Qual è il rischio di collisione con aerei o altro?

Una centrale KiteGen deve ottenere dalle autorità competenti (in Italia l’ENAC, Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) le necessarie restrizioni sullo spazio aereo soprastante, nel quale aerei e qualsiasi altro tipo di velivolo non devono poter entrare. Tali aree ristrette hanno regole uniformi a livello internazionale e sono già concesse per altri tipi di installazioni civili (es. centrali nucleari, raffinerie). Una tipica area P (Prohibited), dove il volo è totalmente interdetto e il rischio tendenzialmente nullo, ha una altezza di 5.000 piedi dal suolo (uguale a 1.524 m) e un raggio di almeno 1 miglio nautico (uguale a 1.852 m); il cilindro risultante ha quindi un volume di 16,4 km³. Per una centrale KiteGen Stem da 27 MW è sufficiente un area di dimensioni molto inferiori, pari a circa 16 ettari. KiteGen ha già ottenuto di poter volare fino a 2000m in alcune aree destinate a delle farm di eolico troposferico.

Nella configurazione a Carosello come fanno le ali a trainare le unità di manovra lungo un percorso circolare?

Le ali navigano nel vento massimizzando la portanza (come un aliante) verso la resistenza (diversamente da un paracadute). Per questo possono muoversi a una velocità superiore a quella del vento e sono in grado di risalirlo, non solo riuscendo a far completare dei percorsi circolari alle unità di manovra al suolo ma anche mantenendo efficace quasi tutto il tempo la trazione tangenziale.

alcune animazioni possono aiutare a visualizzarne il comportamento nello spazio aereo, ed anche il sistema di controllo automatico:

https://www.youtube.com/watch?v=Fxo8HofKofY

Nella configurazione Stem come fanno le ali a produrre energia quando la termina la corsa dei cavi ?

Quando il cavo viene interamente svolto e finisce la fase di produzione dell’energia, l’ala viene messa in posizione di minima resistenza al vento ed i cavi vengono riavvolti, con un dispendio minimo di energia, per la lunghezza necessaria a cominciare nuovamente la fase di produzione. Il ciclo quindi si ripete (cd. ciclo “yo-yo”).

C’è il rischio che il generatore venga colpito da un fulmine?

Il rischio c’è, ma non è superiore a quello di una qualsiasi struttura a terra. I cavi che collegano il generatore all’ala non sono conduttori di elettricità, essendo fatti da materiale polimerico.

Come fate ad essere certi che KiteGen possa avere un impatto positivo sull’economia?
Come sappiamo l’estrazione di energia è un’attività che appartiene al settore primario, un paese come l’Italia ha una buona intensità energetica che porta a convertire ogni MWh assorbito dalle attività economiche in circa 500euro di PIL.  Sempre riferendosi all’Italia la risorsa naturale di vento troposferico che sorvola il territorio è valutabile in 400TW in potenza,  solo per fornire un ordine di grandezza, i Sauditi esportano circa 1 TW equivalente sotto forma di petrolio ed il mondo attuale necessità di 15TW di energia primaria.  I venti troposferici Italiani se sfruttati a fondo porterebbero a dare un contributo teorico al PIL italiano supportandolo potenzialmente fino a 1000 volte quello attuale, questo per dire che il giacimento di energia esiste, è più che abbondante ed è disponibile, la risorsa naturale disponibile non è certo una invenzione e nemmeno un merito di KiteGen.

KiteGen propone una macchina leggera ed intelligente per sfruttare l’inedito giacimento eolico troposferico, risulta chiaro che una minuscola frazione di questo potenziale sarebbe in grado di ribaltare le sorti economiche di qualunque realtà.
KiteGen può essere agevolmente valutato in confronto alle turbine eoliche, infatti la macchina KiteGen equivalente è 20 volte più leggera e và a prelevare energia a quote dove la risorsa è almeno 8 volte più intensa.
Questo suggerisce un rapporto CAPEX-OPEX/PROFITTI che è 160 volte migliorativo rispetto alle turbine eoliche che sappiamo, quando sussidiate, essere poco sopra il pareggio.
Questa semplice considerazione rende superflui i conti economici di tipo scolastico applicati alla tecnologia, in quanto qualsiasi risultato godrebbe del moltiplicatore spingendo l’utile atteso come facilmente comprensibile a migliaia di volte la comparazione con le turbine eoliche.

La crescita nel periodo del boom economico è stata perseguita grazie un costo dell’energia decisamente basso, anche se attualizzati corrispondono a pochi dollari al MWh quale puro costo di estrazione, ora tutti i nuovi giacimenti di energia impongono invariabilmente svariate decine di dollari per ogni MWh equivalente estratto, impedendo di fatto il ritorno alla crescita e aggravando strutturalmente l’economia globale. Questo fenomeno è comune a tutte le nuove fonti rinnovabili e fossili e progressivamente colpisce anche i vecchi giacimenti di petrolio o carbone a causa del loro progressivo esaurimento. La soglia di costo estrattivo dell’energia per poter agire da motore per l’economia mondiale e un valore assoluto, molto basso ed anelastico, mentre il prezzo di vendita dell’energia non è influente. Questa è una trasposizione economicista del concetto termodinamico di ERoEI e dei ritorni decrescenti che viene tipicamente e bizzarramente ignorato nell’ambito dell’economia classica. Proprio per questa ragione il mainstream economico non riesce a comprendere le ragioni profonde della crisi e a prevedere che resterà irreversibile fino a quando non si attivi una nuova fonte di energia a bassisimo costo o la popolazione mondiale non scenda a meno di 2 miliardi dai 7 attuali e dando soprattutto la precedenza ai popoli più enegivori.

Per modificare un paradigma energetico servono anni a volte decenni, perché pensate che con KiteGen possa essere diverso?

Siamo certi che un seguito ad un impulso di investimento sia di risorse economiche e competenze per governare il processo si possa arrivare ad un dispiegamento rapido, in quanto KiteGen e una macchina leggera e logisticamente facile con componentistiche preassemblate, le macchine che escono dalla produzione possono essere montate in meno di una settimana nel sito di destinazione con attrezzature convenzionali, non servono strade o grandi gru. Ogni sito autorizzato può ospitare svariate centinaia di macchine in quanto è necessaria una distanza di rispetto tra un generatore e l’altro molto limitata. L’avviamento autonomo ed autosostentato del processo di sviluppo del KiteGen può avvenire partendo da un solo sito produttivo. Il costo dell’energia elettrica prodotta è destinato a diventare una frazione del costo dell’energia ottenuta dal carbone ed altri fossili, questo vantaggio sarà l’effettivo motore della spinta all’espansione. In ambito energetico, vista l’importanza strategica, abbiamo già assistito a fenomemi estremamente repentini solo al maturare delle condizioni, fracking e fotovoltaico sono due esempi.

L’urgenza ad agire imposta dal cambiamento climatico vede KiteGen candidarsi anche come fonte energetica per la sintesi dei combustibili liquidi condotta con processi chimici ben conosciuti e collaudati ma particolarmente energivori, in questo caso non sarebbe necessario modificare repentinamente le nostre società per adattarsi ad altri modelli energetici, ma si potrebbe fornire carburanti “carbon neutral”.

Come mai avendo a disposizione una tecnologia cosi conveniente non la sfruttate per autofinanziarvi?

Tutte le nuove tecnologie devono seguire un percorso di apprendimento tecnologico ed economico, KiteGen ha già realizzato autonomamente 4 prototipi via via più perfezionati, ma non ancora in modo sufficiente in quanto possono produrre energia ai costi paragonabili del minieolico o fotovoltaico attuali, quest’ultimi godono in molti paesi europei di una sovvenzione pubblica. Questa sovvenzione non è garantita a KiteGen che quindi non può agganciare il proprio percorso di miglioramento incrementale partendo dal piccolo o dai pochi dispositivi ma ben remunerati, questa distorsione che solo in Italia vale una decina di miliardi/anno di fatto sterilizza qualsiasi altra innovazione e crea una barriera di ingresso che necessita di un aiuto iniziale ed impulsivo per essere superata. Il Fotovoltaico ha ben mostrato il meccanismo di apprendimento tecnologico scendendo durante il sussidio da 8$ a 1$ per Wp. ma sfortunatamente non ancora sufficiente per competere con i limiti strutturali del fenomeno energetico, questo drastico miglioramento ed i suoi limiti erano prevedibili e misurabili in modo teorico anche prima dello sforzo economico profuso per spingere al massimo il fotovoltaico. Analogamente è prevedibile, misurabile e razionalmente molto rapido il miglioramento di KiteGen appena avrà la possibilità di esprimere le proprie potenzialità.

Perché nel vostro piano industriale si citano 50 macchine, non sarebbe meglio iniziare da una?

Il piano industriale arriva dopo numerosi prototipi che hanno avuto successo ma hanno mostrato i limiti soprattutto per le ali in tela prese in prestito dal mondo sportivo, inoltre vi è un problema di sicurezza in quanto avendo a che fare con una forza della natura caratterizzata da incrementi cubici di potenza in funzione della velocità del vento, le forze implicate possono arrivare a decine di tonnellate in modo alquanto repentino, come le numerose sperimentazioni ci hanno insegnato.  Il numero di 50 macchine rappresenta un lotto minimo per attivare una produzione industriale con componentistiche dimensionate ed ingegnerizzate per arrivare a macchine sufficientemente affidabili e sicure.
Per KiteGen il componente fondamentale che farà la differenza e che può proiettare il progetto in modo competitivo sul mercato senza richiedere sussidi, è la grande ala portante, si tratta di un dispositivo tecnologicamente estremo che ha il compito di interagire direttamente con la forza del vento senza subire danni o invecchiamento precoce, per essere realizzata ha richiesto serie di stampi di grandi dimensioni e attrezzature di processo relativamente costose, una volta impostati gli strumenti e la procedura produttiva si può sfornare l’ala desiderata come anche centinaia di ali. Nel piano industriale si è deciso di ammortare le attrezzature su 50 pezzi in quanto la spesa totale per un’ala o cinquanta non subisce grosse variazioni. Analogamente le altre componentistiche che compongono il KiteGen mostrano la stessa dinamica, quindi il numero di 50 macchine è una precisa ottimizzazione ragionieristica che lascia le componenti più grosse e dozzinali alla fine del piano ma permette di impostare la produzione delle ineluttabili componentistiche chiave indispensabili a dispiegare le macchine sul territorio. Un ulteriore esempio: Una schedina elettronica di piattaforma inerziale viene usata in modo estensivo nel nostro sistema, è un oggetto di pochi grammi e per essere prodotto con qualità ed affidabilità richiede un taglio minimo è di centinaia di pezzi, al fine di attivare montaggi automatizzati.