Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

H2020

NextWind — Risultato in breve

Project ID: 774974
Paese: Norvegia
Dominio: Energia

Un nuovo aquilone che genera elettricità rivoluzionerà l’energia eolica

Un progetto finanziato dall’UE ha presentato un’innovativa turbina eolica volante che trasforma i venti in alta quota in elettricità, dimostrando che il cielo è l’unico limite per l’energia eolica.
Un nuovo aquilone che genera elettricità rivoluzionerà l’energia eolica
La tecnologia delle turbine eoliche ha compiuto grossi passi in avanti ma non sfrutta ancora il vento ad alta energia che è disponibile in alta quota. Lo sfruttamento di questi venti ad alta quota potrebbe rispondere ai grossi bisogni energetici del pianeta e diminuire il costo dell'elettricità.

Il progetto NEXTWIND (Harvesting airborne wind energy using rigid kites), finanziato dall’UE, ha svelato una tecnologia che promette di rivoluzionare l’energia eolica. Questa nuova turbina eolica simile a un aquilone produce energia rinnovabile in un modo rispettoso dell’ambiente, sicuro e conveniente. Il passo successivo è stato quello di definire un piano su come attirare nuovi investitori e rendere questa soluzione rispettosa dell’ambiente disponibile ben presto per il mercato commerciale.

Portare l’energia eolica ad altezze superiori

A quote elevate, il vento è molto più forte e soffia in modo più costante rispetto a quanto non faccia sull’estremità di un tradizionale grande aerogeneratore. I partner del progetto hanno dimostrato con successo il funzionamento autonomo di una turbina aquilone da 30-kW in un ambiente operativo nel loro sito di prova. L’aquilone si solleva per centinaia di metri, o addirittura per un chilometro, dove può raccogliere facilmente le enormi quantità di energia disponibili a quelle quote. La produzione a grandezza naturale può raggiungere un’altitudine massima pari a 1 500 metri.

In che modo l’aquilone di NEXTWIND sta cambiando la tecnologia eolica

Il nuovo tipo di turbina eolica volante di Kitemill può rendere l’energia eolica accessibile e meno costosa per molti luoghi remoti. A differenza della attuali turbine eoliche, l’aquilone di Kitemill non necessita di una costruzione pesante, ma soltanto di strutture leggere. Il sistema dell’aquilone presenta tre vantaggi principali che rendono la sua progettazione migliore rispetto a quella delle turbine eoliche convenzionali: raggiunge quote più elevate, usa meno materiale ed è più efficiente dal punto di vista aerodinamico.

Il sistema è composto dall’aquilone stesso, una stazione a terra, un sistema di controllo e un sistema di decollo verticale e di atterraggio. L’integrazione di questo ultimo sistema rende la progettazione dell’aquilone di Kitemill unica. L’aquilone genera una forza aerodinamica di sollevamento che viene trasmessa in forze di trazione all’interno del cavo. Il cavo è collegato a un mulinello accoppiato a un generatore collocato al suolo dove viene generata l’elettricità. Infine, un sistema di controllo guida l’aquilone su una rotta di volo elicoidale predefinita.

L’intera costruzione di questa turbina aquilone richiede solo il 10 % della massa di una convenzionale turbina eolica e le ore di funzionamento annuali possono raddoppiare grazie all’attività ad alta quota.

Un’alternativa al diesel rispettosa dell’ambiente e a basso costo

L’aquilone di NEXTWIND sta compiendo un grande balzo in avanti, ben al di là di quanto possono offrire le tradizionali turbine basate su torri. Impressionante è il fatto che possa produrre energia a un fattore di capacità che supera il 50 %. Ciò che è persino più importante è il costo livellato dell’energia, una misura chiave del costo totale della produzione di energia.

Date le sempre più stringenti leggi sulle emissioni di carbonio, le installazioni di energia rinnovabile, incluse le alternative non collegate alla rete, stanno procedendo di buon passo. La tecnologia avanzata della turbina eolica volante dell’azienda Kitemill può sostituire il diesel nei sistemi non collegati alla rete e in quelli con rete debole. Come sottolineato dal responsabile di progetto Thomas Hårklau, «Un confronto tra diesel, eolico convenzionale e turbine aquilone mostra come queste ultime siano in grado di ridurre il costo livellato dell’energia al 60 % nonostante lo svantaggio dell’immaturità e il costo di investimento più alto.»

Inoltre, mentre le convenzionali turbine eoliche hanno bisogno di molti camion grandi, fino a 10, per essere spostate e devono essere smantellate, le turbine aquilone possono essere portate in giro facilmente e non sono una presenza fissa nel paesaggio. Questo riduce il rischio di beni abbandonati e incrementa anche la capacità di finanziare progetti connessi.

L’idea di Kitemill è quella di giocare un ruolo significativo in vista di una società a zero emissioni. «L’energia usata per costruire questa turbina eolica simile a un aquilone è nettamente inferiore a quella prodotta durante tutto il suo periodo di funzionamento,» spiega il responsabile di progetto Thomas Hårklau.

La Airborne Wind Energy Conference che si è svolta a Friburgo nel 2017 è stata un’occasione importante per il settore per riunirsi e discutere il potenziale dei sistemi energetici eolici volanti. In questo contesto, i partner del progetto hanno anche studiato le sfide rimanenti per la commercializzazione di questa tecnologia energetica emergente con l’obiettivo di renderla una scelta allettante per le applicazioni su piccola scala.

Keywords

NEXTWIND, elettricità, Kitemill, energia eolica, turbina eolica volante, venti alta quota