Nessuna Rotazione, Tutti Vincitori: L’Energia Eolica Senza Movimento Sfida le Convenzioni

Pensa al vento, e pensi al movimento, giusto? Ma se potessimo ottenere energia dal vento senza le solite pale rotanti a cui siamo abituati? 

È quello che sta accadendo con alcune delle più recenti tecnologie dell’energia eolica. Stanno cambiando le nostre vecchie idee su come funziona l’energia eolica, catturando l’energia del vento in nuovi modi che non richiedono sempre movimento.

Mentre abbracciamo queste innovazioni, è anche importante comprendere i limiti dei metodi tradizionali.  Mentre wind turbine producono energia pulita e rinnovabile, non sono prive di svantaggi.  Ad esempio, la generazione di energia eolica tramite turbine non è una scelta economicamente prudente per produrre energia in luoghi che non sono sufficientemente ventosi. 

E poiché le turbine eoliche sono spesso installate in località remote, l’installazione dell’infrastruttura può rappresentare un problema, soprattutto la creazione di linee di trasmissione per trasportare l’elettricità dalle fattorie eoliche alle abitazioni nelle aree urbane. 

Inoltre, le grandi turbine sono note per produrre rumore e disturbare l’estetica visiva di un’area. Inoltre, queste installazioni possono anche influire sulla fauna locale. 

Tutte queste difficoltà possono ora essere risolte senza allontanarsi dal concetto fondamentale, cioè utilizzare il vento per la generazione di energia pulita. La risposta risiede nelle turbine eoliche senza movimento, poiché possono sfruttare l’energia senza creare rumore o altre difficoltà associate. 

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Generazione di Energia Eolica Senza Movimento

Generare vento senza movimento riguarda la rimozione della dipendenza da una rete centralizzata e ad alta intensità di risorse, affidandosi a una combinazione di risorse energetiche distribuite (DER) che possono essere posizionate sui tetti di strutture residenziali e commerciali. Mentre queste risorse energetiche impiegano sia solare sia energia eolica, il vento ha il vantaggio di essere disponibile 24/7, a differenza dei raggi solari.

Nel frattempo, un generatore eolico senza movimento cattura l’energia del vento mediante l’uso di profili aerodinamici o ali montate verticalmente e non di grandi pale di turbina.Questo flusso passa attraverso una piccola turbina posta alla base dell’unità e genera elettricità mentre gira, senza coinvolgere parti grandi rotanti o mobili. 

Ci sono molti vantaggi in questo processo. Riduce l’inquinamento acustico, aiuta a proteggere la fauna, utilizza lo spazio in modo efficiente e richiede poca manutenzione. 

Sebbene la storia dell’energia eolica tradizionale, come la conosciamo oggi, risalga a molti anni fa, la generazione di energia eolica senza movimento aggiunge un valore significativo ai nostri sforzi di sostenibilità. E sebbene sia nuova, ciò non toglie le promesse e il potenziale che ha già dimostrato.

Secondo Architecture 2030, il 50% delle emissioni globali di carbonio proviene dagli edifici e dall’ambiente costruito. Di questo, il 27% deriva dalle operazioni degli edifici, mentre il 20% proviene dai materiali da costruzione, dalla costruzione e da altri usi dell’industria edile. Pertanto, è essenziale utilizzare le soluzioni energetiche degli edifici in modo più efficiente, e la generazione di vento senza movimento è un passo in quella direzione.

Molte imprese commerciali hanno assunto il compito di trasformare il vento senza movimento in qualcosa di fattibile. Discuteremo queste aziende e esamineremo la tecnologia che impiegano nelle loro soluzioni.

Aziende con Soluzioni Trasformative nella Generazione di Energia Eolica Senza Movimento

1. Vortex Bladeless

Vortex caratterizza la sua soluzione di energia eolica con diversi aggettivi. L’energia è senza pale, più sicura, più silenziosa e più verde. 

In sintesi, la visione di Vortex Bladeless è offrire una nuova alternativa eolica a livello di grandi parchi eolici per i consumatori. E per realizzare la sua visione, l’azienda si basa su una fisica diversa rispetto all’energia eolica tradizionale. Il risultato è distintivo e ricco di opportunità.

Tecnologia di Generazione Eolica Senza Movimento: Il Metodo Vortex Bladeless

Il dispositivo a vortice assomiglia a una torre cilindrica. Se partiamo dal basso, la parte più bassa è fissa e conosciuta come base. La parte sopra la base è il Core, che contiene una barra di carbonio all’interno. Sopra il core c’è il sistema di sintonizzazione dell’alternatore. Sopra tutti c’è l’albero cilindrico che oscilla liberamente perpendicolarmente alla direzione del vento. 

Quando il vento passa intorno a queste strutture cilindriche, crea vortici di pressione. La frequenza di questi vortici dipende dalla velocità del vento. Con strutture aventi una frequenza di risonanza naturale simile, esse iniziano a oscillare e a catturare l’energia del vento.

Dopo aver catturato l’energia, arriva la fase di conversione. Per la conversione, Vortex Bladeless utilizza la tecnologia di un alternatore tradizionale, dove il dispositivo osserva un’interazione tra bobine e campi magnetici. 

L’elettricità è generata per induzione elettromagnetica. I magneti servono anche come Sistema di Sintonizzazione, dove la costante di elasticità dell’albero viene modificata, ampliando l’intervallo di velocità del vento in cui si verificano le oscillazioni. 

Sebbene la tecnologia di Vortex sia ancora in fase di sviluppo, una volta diventata una realtà completa, avrà diversi vantaggi rispetto a una turbina tradizionale della stessa dimensione. Vortex senza pale sarà senza ingranaggi e senza olio, non richiederà freni e sarà più facile da fabbricare. Rimarrà sempre orientata su una fondazione simile. Richiederà meno spazio e avrà una durata maggiore.

Vortex Bladeless: Un Breve Profilo

Fondata da David Suriol e Raul Martin Yunta, Vortex Bladeless ha sede a Madrid, Spagna. È una startup in fase iniziale. Secondo i dati pubblicamente disponibili, l’azienda ha raccolto US$120,000 in finanziamento pre-seed da Techstars nel 2021. 

Per chi non conosce Techstar, si posiziona come la società di investimento pre-seed più attiva a livello globale, con un valore di mercato del portafoglio acceleratore di US$105 miliardi in tutta la storia. 

2. Aeromine: Sistema di Energia Eolica Senza Pale

Un’altra azienda che offre soluzioni trasformative di energia eolica senza pale è Aeromine Technologies. Questi sistemi senza pale sono installati sui tetti di proprietà commerciali per generare energia rinnovabile in loco. 

Aeromine sfrutta i principi dell’aerodinamica. Utilizza generatori eolici basati su profili aerodinamici integrati negli edifici, senza parti mobili. Quando il vento passa attraverso questi profili, si crea un’area di bassa pressione tra di essi. 

Il corpo centrale cavo della struttura guida la pressione verso il collettore e la turbina interna. Nella parte più bassa della struttura, la bassa pressione aspira l’aria attraverso l’ingresso per farla fluire oltre la turbina e generare energia prima che il getto d’aria esca dal corpo centrale e si mescoli con il vento libero.

Il principio di Aeromine si basa sull’uso di parti esterne nulle e sull’eliminazione delle vibrazioni. Invece, utilizza i profili aerodinamici per catturare e amplificare il flusso d’aria di un edificio o di una struttura commerciale. La soluzione supera il solare richiedendo un decimo dello spazio sul tetto utilizzato dai pannelli solari. 

La soluzione Aeromine è silenziosa e stazionaria. È in grado di generare energia in qualsiasi momento e in tutte le condizioni meteorologiche. Il sistema è una tipica combinazione di 20-40 unità sul bordo di un edificio, dove la combinazione è orientata verso la direzione predominante del vento. 

Come affermato dall’azienda, il suo sistema è circa il 50% più produttivo rispetto ad altre alternative di energia rinnovabile. Se combinato con soluzioni solari sul tetto, il sistema di generazione di energia eolica senza pale può soddisfare completamente le esigenze energetiche in loco di un edificio. 

Aeromine Technologies: Un Breve Profilo

Fondata nel 2020 da Martin Manniche, Aeromine Technologies ha la sua sede nella Greater Houston Area, Stati Uniti. Il 31 ottobre 2023, l’azienda ha ricevuto una sovvenzione di US$1,1 milioni dall’Agenzia Danese per l’Energia. 

Nel gennaio 2023, AEC Angels ha effettuato un investimento di endorsement in Aeromine Technologies. Il primo investimento di Aeromine Technologies è arrivato da Mass Challenge come assistenza non azionaria.

Perché la Generazione di Energia Eolica Senza Movimento è Considerata una Soluzione Credibile per il Futuro?

La più forte convalida della generazione di energia eolica senza movimento o senza pale come percorso per creare energia pulita e rinnovabile proviene dai suoi investitori. 

Il sistema innovativo di energia eolica da tetto di Aeromine, che converte il flusso d’aria di un edificio in energia rinnovabile, ha ricevuto una sovvenzione di US$1,1 milioni dall’Agenzia Danese per l’Energia, come abbiamo visto. La sovvenzione è stata assegnata dopo aver verificato la fattibilità della soluzione su nove parametri, inclusi il potenziale di commercializzazione e la capacità di soddisfare gli obiettivi di politica climatica. 

Tuttavia, c’è ancora molto da fare per renderla a prova di errore. L’Università Tecnica Danese (DTU) collaborerà con Aeromine per condurre test di prestazione della tecnologia su una gamma di tipologie di edifici e condizioni di vento variabili. 

Secondo al Professor Christian Bak, capo della Sezione di Progettazione di Profili Aerodinamici e Rotori presso l’Università Tecnica della Danimarca, l’università esaminerà la modellazione del flusso per diversi tipi di edifici e misurerà le prestazioni della soluzione “per derivare algoritmi migliorati per stimare la produzione di energia e la posizione ottimale sul tetto”. Questo porterà a ulteriori perfezionamenti e a un’applicazione più efficiente del sistema. 

Poiché la soluzione può essere installata sui tetti di appartamenti, uffici, magazzini, terminali portuali, ospedali, centri commerciali e qualsiasi edificio con tetto piano, la conoscenza dell’ottimizzazione del posizionamento porterà a una maggiore adattabilità.

Aeromine ammette che c’è già una domanda significativa per le sue soluzioni sul mercato. Infatti, secondo il cofondatore di Aeromine, Martin Manniche, sta già ricevendo un “enorme interesse per la tecnologia e sta aumentando la produzione per soddisfare la domanda.” 

Manniche crede inoltre che la loro soluzione renderà l’energia eolica una ‘grande soluzione per le imprese locali’, cosa che finora non è avvenuta.  

Vantaggi simili e altri ancora potrebbero essere trovati anche per le soluzioni di Vortex Bladeless. Ad esempio, la sua soluzione di generazione di vento senza movimento è più economica nella produzione e nella manutenzione. 

Per chi ha dubbi sull’efficienza del design di Vortex, i produttori affermano che il loro Vortex Mini – modello da 13 metri (42 piedi), 4 kW – può catturare fino al 40% della potenza del vento in condizioni ideali. 

Sebbene sia del 30% meno efficiente rispetto alle turbine eoliche convenzionali, è possibile compensare questa carenza inserendo il doppio delle turbine Vortex nello stesso spazio di una turbina a elica. 

Raggiungere gli Obiettivi di Energia Pulita

Raggiungere gli obiettivi di emissioni nette zero entro il 2050 dipenderà in gran parte dallo sfruttamento efficace dell’energia eolica e solare. 

Nel settore dell’energia eolica, mentre le turbine sono diventate più grandi con altezze dell’albero più elevate e diametri del rotore più ampi, le aggiunte annuali di capacità eolica fino al 2030 devono aumentare significativamente per raggiungere gli obiettivi. 

Per raggiungere l’obiettivo di emissioni nette zero 2050, che prevede circa 7.400 TWh di generazione di elettricità eolica nel 2030, il tasso medio di crescita annuale della generazione deve aumentare a circa il 17%. Per ottenere ciò, sarebbe necessario aumentare le aggiunte di capacità annuali da circa 75 GW nel 2022 a 350 GW nel 2030.

Finora, le aggiunte di capacità di energia eolica sono state in gran parte limitate alla Cina, un attore significativo in questo campo. Il paese è attualmente responsabile della metà delle aggiunte globali di capacità eolica nel 2022.

L’International Energy Agency ha anche osservato una crescita ostacolata nella produzione di apparecchiature eoliche. Per migliorare la situazione, l’agenzia ha raccomandato un’accelerazione del ritmo. Ha inoltre osservato che le innovazioni nel settore ruotano principalmente attorno all’aumento della produttività e alla riduzione dei costi. 

In uno scenario misto, la generazione di energia eolica senza movimento può dare impulso alla crescita. Con i suoi requisiti di spazio limitati e le capacità di facile manutenzione, può diffondersi rapidamente in aree geografiche dove le ampie distese di terra sono una limitazione. 

Sul lato positivo, gli investimenti nell’energia eolica hanno registrato un aumento del 20% nel 2022, riprendendosi da un rallentamento nel 2021. È anche diventata parte di tutti i principali programmi di collaborazione per l’energia rinnovabile con un significativo sostegno anche dal settore privato. 

Gli investimenti ottenuti da Aeromine e Vortex, soprattutto dalla comunità scientifica e degli appassionati di tecnologia, dimostrano che l’energia eolica senza movimento ha basi solide. Ulteriori perfezionamenti e calibrature necessarie la renderebbero una scelta perfetta per diffondere più rapidamente la portata dell’energia pulita e rinnovabile.

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