Energia eolica da aquiloni in alta quota

Si è soliti attribuire l’utilizzo della fonte eolica agli aerogeneratori nonostante i modi per sfruttare la fonte eolica siano molteplici. Un’alternativa agli aerogeneratori è rappresentata dall’ ‘airborne wind energy’. L’airborne wind energy è una tecnologia di conversione di energia che impiega vele, ali semirigide o droni dispiegati in aria a un’altezza dal suolo fino a 500 metri.  

Il primo impianto eolico commerciale e autonomo ad alta quota si trova sull’isola di Mauritius ed è stato lanciato da Skysails Power, azienda tedesca pioniera della nuova frontiera energetica.  L’azienda ha sviluppato un software in grado di controllare il volo di un aquilone largo 150 metri quadrati e in grado di convertire 100 kW di energia per soddisfare il fabbisogno di 50 abitazioni nelle zone limitrofe. 

Energia eolica da alta quota: Skysails Power

Dal punto di vista economico e commerciale, Skysails è il progetto più promettente in quanto ha stipulato un accordo con Mauritius IBL Energy Holdings per l’installazione del suo primo parco eolico troposferico. Skysails è specializzata nella realizzazione di vele che aiutano le navi a navigare e a risparmiare carburante sfruttando i venti di alta quota.

Struttura della airborne wind energy in alta quota

L’airborne wind energy è costituito da tre elementi:

1. Il kite o aquilone;
2. La stazione di terra;
3. Il cavo che connette i due sistemi avvolto su un tamburo collegato a un generatore.

La salita alla massima quota consentita (500 m) avviene con una rapida manovra trasversale al vento durante la quale si distende il cavo e si avvia il generatore. Quando si raggiunge la sua massima quota, le ali dell’aquilone vengono recuperate da un robot per essere rilanciate. Nel frattempo il movimento di svolgimento della fune genera elettricità.

Quando si raggiunge la lunghezza massima del cavo l’autopilota porta l’aquilone in una posizione neutra in modo da consumare solo una piccola parte di energia prodotta.

Vantaggi e svantaggi della tecnologia

Tale tecnologia potrebbe costare circa il 30-40% in meno rispetto all’eolico tradizionale e i vantaggi di tale sistema sono numerosi:

• Non vi è la necessita di realizzare una torre e un rotore. Di conseguenza si evita l’impatto sul suolo, si risparmia sul costo di installazione e sull’utilizzo di materiali energivori per la costruzione della torre.
• L’aquilone raggiunge altezze maggiori (500 metri) rispetto a quelle raggiunte dalle pale degli aerogeneratori (150-200 metri). A 500 metri di altitudine la velocità del vento è molto forte e praticamente costante, di conseguenza si converte una quantità di energia molto maggiore.

Come tutte le tecnologie anche questa è caratterizzata da svantaggi:

• Le tecnologie ad alta quota potrebbero impattare sull’aviazione civile e privata, motivo per il quale bisognerebbe redigere delle norme di sicurezza.
• In mancanza di norme di sicurezza non vi sono finanziamenti volti a favorire lo sviluppo di tali tecnologie.

Prototipi in sperimentazione in Italia

Tale prototipo in Italia fu già testato dall’azienda Kite Gen nel 2007. Successivamente è stata fondata Kitenergy, una startup il cui primo prototipo, chiamato KE60, è costituito da un aquilone flessibile con due cavi in grado di produrre 60 kW.  Tale tecnologia è in via di sperimentazione dal 2017 in un aeroporto pugliese a San Pancrazio Salentino. Un possibile utilizzo di questa tecnologia è quella di fungere da supporto nelle missioni di soccorso umanitario. 

Offshore in alta quota

La startup Hydro Wind Energy ha ideato un sistema che si avvale di aquiloni offshore ad alta quota,  combinati con membrane a osmosi inversa e pressione sottomarina per desalinizzare l’acqua.
Svolgendo tale processo 600 metri sott’acqua, il sistema sfrutta la pressione dell’oceano per ridurre la quantità di energia richiesta. Gli aquiloni alimentati dal vento vengono utilizzati per sollevare l’acqua desalinizzata in superficie. Sfruttando il vento di alta quota in mare aperto essi immagazzinano l’energia sottomarina in recipienti a pressione e la rilasciano su richiesta come energia elettrica.