Solar Wind Downdraft Tower, l’eolico che sfrutta l’energia solare

low-cost-wind-powerLa moderna tecnologia eolica è alla ricerca continua di nuove forme e nuovi principi di funzionamento che rendano la tecnologia sempre più accettabile dal punto di vista visivo, non compromettendo le caratteristiche funzionali e di efficienza dell’apparecchiatura. Sino ad oggi la tecnologia eolica si è sviluppata intorno a due grandi differenti approcci tecnologici e costruttivi, rappresentati dalla posizione che l’asse delle macchine eoliche assumono, rispetto alla direzione del vento:

  • Macchine ad asse orizzontale (che sono costrette costantemente a posizionarsi continuamente in funzione della direzione del vento)
  • Macchine ad asse verticale, omnidirezionali rispetto alla posizione del vento.

Nonostante la essenzialità e la maggiore semplicità costruttiva delle macchine ad asse verticale, queste hanno avuto una applicabilità per installazioni mini e micro-eoliche essenzialmente non superiori ai 20 Kw, mentre le macchine ad asse orizzontale, pur se più complesse per i motivi suddetti, per una loro maggiore efficienza intrinseca, hanno costituito la tecnologia di riferimento per i grandi parchi eolici che hanno portato l’energia eolica ad essere una delle più importanti fra quelle rinnovabili, soprattutto nel Nord Europa, dove mediamente maggiore è la disponibilità di risorsa, e dove è stato possibile procedere anche a numerose installazioni off-shore in mare aperto oramai caratteristiche del Mare del Nord e del Mar Baltico. Negli interspazi tra queste due grandi famiglie tecnologiche, si sono nel tempo inserite idee progettuali diverse, alcune delle quali con un approccio ibrido, che porta cioè l’ambito dello sfruttamento del potenziale eolico, indotto dalle caratteristiche del vento, ad integrarsi, come in questo caso, con tecnologie orientate allo sfruttamento dell’energia solare.

E’ il caso che volevo proporre, dell’azienda americana Clean Wind Energy Tower (link sito) che ha ideato una torre eolica che sfrutta l’energia solare per produrre energia in maniera assolutamente innovativa. Il sistema ibrido, è stato denominato “Solar Wind Downdraft Tower”, ed è capace di utilizzare l’energia solare per produrre una corrente d’aria discendente, con una configurazione del tipo “downdraft” utilizzata per generare energia elettrica mediante turbine. Il sistema è composto da una torre cilindrica all’interno della quale viene creata una potente corrente d’aria ascendente ottenuta dall’incontro tra acqua e aria calda. Per riscaldare l’aria immessa, la torre impiega l’energia solare. L’acqua viene introdotta dalla sommità della torre in forma atomizzata di pioggerellina, che evaporando diventa si raffredda aumentando di densità, e sotto forma di aria precipita verso il basso alla velocità di circa 80 chilometri orari. Raggiunta la base della torre, l’aria viene convogliata e canalizzata in punti ben precisi dove sono dislocati i rotori delle turbine eoliche.

Il sistema di pompaggio dell’acqua verso la cima della torre, è alimentato dall’energia eolica prodotta, ed ogni singolo apparato, è capace di generare 2500 megawattora lordi, di cui circa un terzo necessari per garantirne gli autoconsumi, con una energia netta variabile tra i 1100-1500 megawattora. La soluzione, prevede una macchina modificata, appositamente per zone a forte ventosità, che prevede l’utilizzo di turbine ad asse verticale per catturare un quantità di energia eolica aggiuntiva.

Il fattore di capacità annuale per la parte cappa della Torre Energia è previsto dal costruttore in circa il 51%, con una massimizzazione della produzione energetica che riesce ad integrare parzialmente le diverse disponibilità temporali di radiazione solare e velocità del vento.

La Clean Wind, azienda costruttrice, ha in programma la realizzazione di un sistema di più piccola scala, per piccole o medie azienda agricole, orientato alla conversione e riutilizzo di silos esistenti, per esempio per lo stoccaggio di cereali, un’idea finanziata in quota parte dal Dipartimento dell’agricoltura USA con 100 mila dollari. Il progetto originario di Clean Wind Energy Tower è stato anche selezionato recentemente tra i semifinalisti dell’ARPA-E Energy Innovation Summit (link) organizzato dal Dipartimento dell’energia americano e che verrà premiato, nelle prossime settimane con un finanziamento di 150 milioni di dollari.

Tower Operation

Tower Construction

Demo funzionamento

Sauro Secci

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