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Archivio per la categoria ‘TECNOLOGIA’

Solare a concentrazione, inaugurati quattro impianti tra Italia e Medio Oriente

Dal sito Internet http://www.qualenergia.it/articoli/20160523-inaugurati-quattro-impianti-solari-concentrazione-di-piccola-taglia-italia-e-medio-oriente

SOLARE A CONCENTRAZIONE, INAUGURATI QUATTRO IMPIANTI TRA ITALIA E MEDIO ORIENTE

Nell’ambito del progetto STS-Med (Small scale thermal solar district units for Mediterranean communities), che vede coinvolte 14 tra istituzioni, aziende locali, università ed enti di ricerca, tra cui l’ENEA, sono stati inaugurati quattro impianti solari a concentrazione multi-generativi di piccola taglia in Italia, Egitto, Cipro e Giordania.

In Italia l’installazione è stata realizzata a Palermo (presso il campus universitario), a Cipro nella città di Nicosia (sul tetto di una scuola), in Giordania a Irbid (tetto di una scuola) e in Egitto a Sekem (in un’area adiacente a un ospedale).

Finanziato con 5 milioni di euro dal Programma europeo di cooperazione internazionale ENPI CBC MED – spiega un comunicato dell’ENEA – l’obiettivo principale di STS-Med è diffondere tecnologie innovative e sensibilizzare le comunità locali sulle potenzialità del solare a concentrazione per soddisfare il fabbisogno energetico.

Gli impianti di piccole dimensioni – e questa è una novità assoluta visto che i sistemi a concentrazione solare sono prevalentemente di grande taglia (dal MW in su) – produrranno complessivamente 500 kW termici, fornendo elettricità, acqua calda e condizionamento ad edifici pubblici con un’utenza di 20.000 persone nell’area del Mediterraneo.

“Questo progetto offre nuove opportunità di business alle imprese e contribuisce alla creazione di distretti locali e di filiere produttive con posti di lavoro qualificati – spiega Alberto Giaconia, ricercatore dell’ENEA –. Una volta raggiunta la piena operatività, gli impianti verranno gestiti in modo autonomo; puntiamo a formare 1.000 professionisti del settore energetico e a portare 200 tra gestori e manager di strutture pubbliche a visitare questi impianti, che diventeranno veri e propri laboratori didattici”.

Gli impianti – installati presso scuole e campus universitari – sono dotati di un sistema di stoccaggio dell’energia che garantisce funzionamento e fornitura di elettricità indipendentemente dall’effettiva radiazione solare anche di notte. In particolare, nel progetto STS-Med l’ENEA ha sviluppato un nuovo sistema di accumulo termico per impianti solari a concentrazione su taglia medio-piccola. Gli impianti sono inoltre integrabili con biomasse e fonti fossili, anche se quest’ultima resta per il momento solo un’opzione, per garantire massima flessibilità nell’approvvigionamento energetico”.

“Le caratteristiche di questi prototipi – prosegue Giaconia – aprono nuove opportunità di sviluppo sostenibile per molte aree remote del Pianeta, soprattutto quelle localizzate nella cosiddetta “sun-belt” (la fascia del sole che comprende anche nord Africa e Medio Oriente), dove lo sfruttamento dell’energia solare rappresenterà la maggiore fonte di approvvigionamento energetico. Ma non solo. Accanto alla fornitura di energia, la tecnologia STS-Med permetterà alle comunità locali di avere accesso all’acqua potabile grazie ai processi di dissalazione, altamente energivori”.

Cella solare produce energia dalla pioggia, in arrivo dalla Cina

Dal sito Internet http://www.greenstyle.it/cella-solare-produce-energia-dalla-pioggia-in-arrivo-dalla-cina-190772.html

CELLA SOLARE PRODUCE ENERGIA DALLA PIOGGIA, IN ARRIVO DALLA CINA

di Marco Mancini

Il fotovoltaico nel 2015 ha coperto l’1,3% dei consumi di elettricità globali. Nei prossimi anni questa percentuale è destinata a crescere a seguito di un ulteriore calo dei costi della tecnologia e di un incremento dell’efficienza delle celle solari. Tra le tecnologie più promettenti figura una cella solare in grado di generare energia elettrica dalla pioggia. Il prototipo è frutto del lavoro di ricerca di un’équipe di scienziati della Ocean University of China di Qingdao e della Yunnan Normal University di Kunming.

La tecnologia descritta sulla rivista Angewandte Chemie sfrutta le proprietà di uno strato sottile di grafene, utilizzato dai ricercatori per rivestire la cella solare. Il materiale noto per la sua elevata conduttività in presenza di acqua lega i suoi elettroni con le cariche ioniche positive.

Il processo è noto come reazione acido-base di Lewis. La nuova cella solare non si limita a produrre energia nei giorni soleggiati sfruttando la luce solare, ma riesce a generare elettricità anche grazie alla sollecitazione delle gocce di pioggia.

Il sale contenuto nella pioggia si scinde in ioni: ammonio, calcio e iodio. L’interazione tra lo strato di grafene e la pioggia genera elettricità. Le gocce di pioggia che ricadono sulla superficie della cella solare formano un doppio strato con gli elettroni del grafene. La differenza di potenziale tra i due strati è così forte da generare elettricità.

I ricercatori cinesi spiegano che il ruolo più importante nel sistema energetico è quello ricoperto dal grafene liquido, in grado di condurre elettricità per merito degli elettroni delocalizzati. Gli elettroni formano uno “pseudocondensatore” che può essere impiegato per produrre energia elettrica.

I risultati dei primi test condotti in laboratorio sono incoraggianti: la cella solare ha raggiunto un livello di efficienza del 6,53%. La tecnologia permetterà di aumentare la produzione di energia fotovoltaica nei giorni piovosi, dando vita a pannelli fotovoltaici adatti a tutti i climi ed efficienti in ogni stagione.

Smart district: il passo indispensabile verso la città intelligente

Dal sito Internet http://www.qualenergia.it/articoli/20160318-smart-district-il-passo-indispensabile-verso-la-citt%C3%A0-intelligente

SMART DISTRICT: IL PASSO INDISPENSABILE VERSO LA CITTÀ INTELLIGENTE

di Roberto Rizzo

Si chiama Lighthouse ed è il progetto dell’Unione Europea che fa un passo in più nella direzione della creazione delle Smart Cities. Nelle città “Lighthouse” verranno sviluppate tutta una serie di tecnologie innovative e integrate fra di loro per rendere smart interi quartieri, già esistenti e abitati da almeno 10.000 persone.

Le soluzioni coinvolgeranno edifici, reti di distribuzione dell’energia e dell’acqua, sistemi di accumulo elettrico, la mobilità (elettrica e no) e utilizzeranno piattaforme ICT di ultima generazione con protocolli aperti e non proprietari. Le sperimentazioni stanno per partire in tre città (Stoccolma, Barcellona e Colonia) e altre cinque città seguiranno a breve (La Valletta, Suceava, Porto, Cork e Graz).

Nelle intenzioni della Commissione Europea, queste città “lighthouse” forniranno delle informazioni utili per la replicabilità delle soluzioni, che dovranno essere ovviamente adattate alle condizioni locali e alla taglia delle altre città.

L’integrazione delle soluzioni intelligenti

Grazie al progetto Lighthouse sarà possibile testare a livello di interi quartieri l’integrazione delle diverse soluzioni adottate. Questo vuol dire consentire il dialogo fra le singole soluzioni e applicare le informazioni ottenute alla vita reale dei cittadini.

«Quello dell’integrazione delle tecnologie è un elemento cruciale, non ancora sviluppato appieno, della città intelligente – ha spiegato Mauro Annunziato, responsabile Divisione Smart Energy di ENEA, durante il convegno “Smart Grid. Strategia per le comunità dell’energia su scala urbana”, organizzato da AiCARR (Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria Riscaldamento e Refrigerazione) a MCE Expocomfort –. Pensiamo al caso degli autobus che si muovono di sera in città: se trasportano pochi passeggeri, il combustibile viene usato più per far muovere il mezzo (anche se si tratta di un veicolo efficiente) che non le persone. Un approccio smart è il bus on demand, che consente di far muovere più velocemente più persone con un mezzo più piccolo e quindi risparmiando sul carburante.»

Un altro esempio citato è quello dell’integrazione fra trasporto pubblico e illuminazione pubblica: «un progetto può essere definito smart se l’azienda che gestisce il trasporto pubblico mette a disposizione le informazioni sulla posizione dei propri mezzi per far funzionare o meno i lampioni in determinate zone della città.»

«In altre parole – prosegue l’esperto – è necessario ragionare in termini di energia e risorse on demand: fornire energia a chi serve, nel luogo in cui serve e nel momento in cui serve. In Italia si dice che ci sono più di 1.400 progetti di smart city, ma questo è vero in parte – ha proseguito Mauro Annunziato –. Si può realmente parlare di progetti smart quando i servizi sono integrati e possono comunicare e scambiarsi informazioni».

Le piattaforme ICT

Fin qui tutto bene, ma poi quando si vanno a sviluppare in concreto i progetti ci si scontra con una problematica di non poco conto, come ha spiegato nel suo intervento Annunziato: «La maggior parte delle piattaforme ICT d’integrazione si basa su software proprietari e chiusi: non possiamo pensare che un sindaco possa dare in concessione a un’azienda un servizio di pubblica utilità e poi dover ricostruire da zero il sistema ICT alla scadenza della concessione».

Visto il numero che sta diventando importante di nuove sperimentazioni in chiave smart, un altro fattore importante è rappresentato dagli standard operativi. Se tutte le smart city italiane avessero i medesimi protocolli di comunicazione e potessero quindi dialogare e interagire fra di loro, si creerebbero a livello nazionale delle enorme potenzialità di economia di scala.

I progetti di ENEA

Il progetto Lighthouse dell’Unione Europa rientra nell’ambito del Programma comunitario Horizon 2020. Tra circa tre anni inizieranno le prime sperimentazioni, che avranno durata di almeno due anni e dovranno coinvolgere direttamente i cittadini nella loro implementazione. In Italia anche ENEA è attiva nell’ambito di progetti a livello di smart district.

«Un primo progetto in questo ambito è Res Novae, caratterizzato da reti di edifici connessi fra di loro e dalla gestione e dall’analisi dei dati effettuata da remoto – ha spiegato Mauro Annunziato –. Un secondo progetto ha visto la realizzazione di una strada circolare di 5 km intorno al centro storico de L’Aquila. Sulla strada sono stati installati ogni 500 metri dei sensori che inviano in remoto i dati relativi a tutta una serie di parametri. In tal modo, si riesce a regolare la luminosità dei lampioni e si monitora anche durante il giorno il traffico e l’eventuale presenza di condizioni ambientali potenzialmente ostili».

«Siamo anche attivi – ha concluso – in ulteriori progetti in cui cerchiamo di far dialogare efficacemente le reti di distribuzione dell’energia (gas ed elettricità) con il mondo separato delle soluzioni di smart home. A prima vista la sensoristica potrebbe sembrare solo di tipo energetico, ma non è così. Pensiamo al caso di una persona anziana che abita da sola e che non usa l’energia al mattino o per un lungo periodo della giornata: in tal caso è possibile inviare un segnale di allarme a un familiare».

Fotovoltaico: impianto portatile che si srotola come un tappeto

Dal sito Internet http://www.greenstyle.it/fotovoltaico-impianto-portatile-si-srotola-un-tappeto-187932.html

FOTOVOLTAICO: IMPIANTO PORTATILE CHE SI SROTOLA COME UN TAPPETO

di Marco Mancini

La compagnia energetica britannica Renovagen ha ideato dei pannelli solari portatili che si srotolano come tappeti e sono in grado di raggiungere un’efficienza compresa tra il 10 e il 16%. L’originale design è stato progettato dal team di John Hingley per facilitare l’installazione di nuovi impianti solari in aree remote e ampliare il campo di applicazione del fotovoltaico.

L’impianto fotovoltaico avvolgibile ribattezzato “Roll-Array” è composto da moduli in seleniuro di rame indio gallio, caratterizzati da una grande flessibilità, da costi più bassi e da una minore perdita di efficienza rispetto ai moduli in silicio. L’impianto può essere trasportato facilmente all’interno di un container, permettendo all’energia solare di raggiungere luoghi finora inaccessibili.

Il Roll-Array può essere trainato senza fatica da un comune veicolo a quattro ruote motrici come il Land Rover. Agganciata alla parte posteriore dell’auto la struttura a rocchetto si srotola e aderisce alla superficie in pochi minuti. Secondo le stime fornite dalla compagnia l’impianto fotovoltaico, largo 5 metri e lungo fino a 200 metri, raggiunge una potenza di 100kWp, pari a 10 volte in più la potenza degli impianti solari portatili in commercio. In futuro la compagnia inglese mira a migliorare l’efficienza della tecnologia per realizzare impianti fotovoltaici portatili con una potenza di 600kWp.

Il trasporto dell’impianto è economico e a basso impatto ambientale, perché per il rimorchio non è richiesto l’utilizzo di un generatore diesel. Grazie al “tappeto fotovoltaico” i tempi di installazione di un impianto standard si riducono da una media di 22 ore ad appena 2 minuti. I pannelli fotovoltaici una volta installati vengono ancorati al suolo e sono in grado di resistere a venti molto forti. Le batterie per l’accumulo dell’energia e gli inverter sono fissati alla base dei pannelli. Il processo di installazione richiede in tutto appena 5 minuti. Trascorso questo tempo l’impianto fotovoltaico è pronto a generare e a stoccare energia pulita.

La compagnia spiega che questa tipologia di impianto è indicata soprattutto per i terreni pianeggianti e laddove ci siano grandi superfici da ricoprire di pannelli in tempi brevi. La tecnologia può essere particolarmente utile nelle regioni rurali più remote e nelle basi militari o per rifornire di energia rinnovabile gli accampamenti d’emergenza nel corso di calamità naturali. L’impianto è abbastanza leggero da poter essere trasportato a bordo di un elicottero.

La Renovagen di recente ha avviato una campagna di crowdfunding su Crowdcube per finanziare la produzione dell’impianto su scala commerciale. L’obiettivo della raccolta fondi è attirare investimenti per 600.000 sterline, pari a quasi 800.000 euro. La campagna sta riscuotendo un grande successo. Finora è già stato raccolto il 41% della cifra stabilita.

Le case-girasole per sfruttare l’energia solare

Dal sito Internet http://www.tuttogreen.it/le-case-girasole-per-sfruttare-lenergia-solare/

LE CASE-GIRASOLE PER SFRUTTARE L’ENERGIA SOLARE

di Luca Scialò

Come noto, sono sempre più gli edifici che utilizzano pannelli fotovoltaici per produrre corrente elettrica mediante energia solare. In Portogallo però si è andati oltre, progettando abitazioni che abbiano sì pannelli solari soprastanti, ma in grado di seguire il movimento del sole. Una sorta di girasoli giganti, insomma. Non a caso, si chiamano Casas em Movimento. In questo modo, si sfrutterà appieno i raggi solari e in tutto l’arco della giornata.

A ideare questo tipo di abitazione è stato Guilherme Silva, che ci ha lavorato su fin da quando è entrato a far parte della Solar Decathlon di Madrid. Silva non nasconde il fatto che la sua idea abbia preso spunto proprio dai girasoli. Come ci è riuscito? Combinando due movimenti: la rotazione dell’edificio stesso di 180° per tutto il giorno e la rotazione della copertura fotovoltaica, per garantire una inclinazione di 90° della superficie rispetto alla posizione del sole.

Novanta gradi perché è l’angolatura che ottimizza al meglio la produzione di energia solare. Grazie a questi movimenti combinati, il pannello sul tetto è in grado di produrre 25.000 kWh di energia elettrica l’anno. Vale a dire cinque volte in più di energia rispetto a un pannello normale per una casa di pari dimensioni. Il movimento rotatorio di un’ora consuma l’equivalente di sei lampadine da 60 watt. Un consumo trascurabile se si considera la capacità di energia generata dall’impianto.

Occorre anche dire che l’impianto controlla il livello d’illuminazione e di ombreggiatura, in modo che d’estate, quando i raggi del sole sono più prolungati e forti, la copertura venga utilizzata anche per il raffrescamento della casa, fino ad un 80% di risparmio rispetto ai costi di condizionamento. Mentre d’inverno garantisce la massima esposizione solare.

In Portogallo l’irraggiamento solare va da un tempo medio di 9 ore in inverno a 15 ore d’estate. La copertura mobile si sposta lungo un asse longitudinale e ruota. Sarà poi chi abita la casa a regolare il movimento del pannello, che non comporta alcuna vibrazione all’abitazione.

Quando il progetto Casas em Movimento è stato presentato al MIT, inizialmente si è ritenuto questo progetto essere destinato a un pubblico di fascia alta, ipotizzando un prezzo di oltre 6.000 euro al metro quadro. Ma il suo ideatore, Guilherme Silva, punta a far calare questo prezzo e a renderlo accessibile ai più. Ad esempio portandolo a un prezzo identico a quello del valore di mercato di una normale abitazione della stessa grandezza.

Speriamo ci riesca e che queste abitazioni sconfinino anche oltre il Portogallo.

Nasce la prima strada fotovoltaica: si chiama Wattway

Dal sito Internet http://www.tuttogreen.it/nasce-la-prima-strada-fotovoltaica-si-chiama-wattway/

NASCE LA PRIMA STRADA FOTOVOLTAICA: SI CHIAMA WATTWAY

di Enrica Bartalotta

Wattway è la prima strada al mondo ad essere costituita da pannelli solari super resistenti. Si tratta di un tratto pavimentato da lastre sottilissime ma ultraresistenti in resina, che custodiscono celle fotovoltaiche in silicio policristallino. È un’iniziativa francese e a visto la luce dopo 5 anni di ricerche e collaborazioni tra l’Istituto Nazionale di Energia Solare (INES) e la società privata Colas, specializzata in infrastrutture di trasporto.

A differenza della SolarRoad olandese, Wattway sarà in grado di sostenere 20 anni di traffico pesante mentre cede energia adatta al consumo pubblico e privato.

La resina impiegata è ad altissima resistenza alle sollecitazioni e agli sbalzi termici, anche se lo spessore della pavimentazione non supererà il centimetro, per questo Wattway può essere utilizzata anche per i rivestimento di parcheggi e zone carrabili.

I collegamenti elettrici passano attraverso una centralina dove si trovano degli inverter, ovvero gli apparati che trasformano la tensione continua così da illuminare lampioni, insegne dei negozi, ma anche uffici ed appartamenti, secondo il sistema della smart grid, ovvero le reti intelligenti che gestiscono il carico di tensione e il surplus di energia, distribuendolo in aree contigue.

La produzione di Wattway è iniziata già nel gennaio scorso; la posa dei primi 100 mq pilota ha prodotto energia al costo di 6 Wattora, ed ora prenderà il via grazie alla rete distributiva di Colas, che dispiega varie agenzie sparse per tutto il territorio francese. L’istituto ha infatti già ricevuto moltissime chiamate da operatori della grande distribuzione, aziende di trasporto ed enti locali, interessati all’interessante innovazione.

D’altronde la messa in posa della nuova strada green non richiede alcun lavoro di ingegneria o spesa ulteriore: basterà incollarla sull’asfalto, dato che le dimensioni delle lastre sono standard e antiscivolo, quindi adattabili a qualunque carreggiata, in più però con 20 metri quadri di rivestimento, Wattway sarà in grado di sopperire al fabbisogno di una famiglia media, ovvero a 5.000 abitanti con un solo chilometro di strada.

Mini e micro idroelettrico: tecnologie, costi e applicabilità

Dal sito Internet http://www.qualenergia.it/articoli/20160229-mini-e-micro-idroelettrico-tecnologie-costi-e-applicabilita

MINI E MICRO IDROELETTRICO: TECNOLOGIE, COSTI E APPLICABILITÀ

di Alessandro Codegoni

L’idea sarà venuta a molti di quelli che hanno la casa vicino a un fiume, un torrente o magari un canale di irrigazione: ma perché non usare il movimento dell’acqua per autoprodursi l’elettricità domestica in modo pulito e sostenibile? Tanto più che l’idroelettrico garantisce anche una produzione che, sia pure soggetta a variazioni stagionali, è molto più costante di quella di fotovoltaico ed eolico.

Ebbene, da qualche tempo sono comparse sul mercato turbine idrauliche di vari tipi e di piccolissime dimensioni, che consentono (almeno in teoria, come vedremo) di concretizzare il sogno di diventare micro produttori idroelettrici.

I diversi tipi di piccole turbine

«Le microturbine idroelettriche – ci spiega Andrea Galvani, titolare della società FGSolar di Brescia, che vende e installa molti modelli di impianti di questo tipo, italiani e importati – sono essenzialmente di tre tipi, quelle a salto, che richiedono un corso d’acqua con un dislivello di qualche metro per funzionare; quelle da inserire nei tubi degli acquedotti, approfittando della pressione presente negli stessi; e quelle idrocinetiche, che sfruttano la corrente dei fiumi».

Il primo tipo è quello che richiede i lavori di installazione più complessi: in pratica si tratta di fare una presa d’acqua a monte nel fiume, scavare un piccolo bacino alla stessa altezza in cui creare una riserva d’acqua, realizzare una condotta che porti l’acqua alcuni metri più in basso e lì farla passare attraverso la turbina, per poi rimandarla nel fiume. L’impianto deve garantire un salto minimo di almeno un metro e una portata di almeno un litro al secondo, ma, ovviamente, più questi fattori aumentano e più cresce la potenza installabile.

Il secondo tipo è, al contrario, estremamente semplice da installare: si connette la turbina al tubo dell’acquedotto, e l’acqua che ci passa dentro mentre si dirige alle utenze, produce elettricità.

Il terzo tipo è l’ultimo arrivato e ricorda molto una turbina eolica, con la differenza che qui il fluido che la fa funzionare non è l’aria, ma l’acqua in movimento del fiume, che essendo 1.000 volte più densa, consente di raggiungere alte potenze anche con diametri relativamente piccoli. Queste turbine possono essere poste sul fondo dei fiumi o galleggiare appena sotto il pelo dell’acqua con un ancoraggio che le orienta alla corrente.

Turbine nei tubi: ottime per chi gestisce acquedotti

Di queste microturbine sono disponibili modelli che variano dalle centinaia di watt, fino alle decine di chilowatt, quindi adatti all’alimentazione quasi esclusiva di abitazioni o piccole imprese.

«E infatti – aggiunge Galvani – il loro uso principale è l’alimentazione di utenze isolate, come rifugi di montagna o case i cui proprietari non vogliono essere connessi alla rete elettrica. Ma sono popolari anche per l’alimentazione di villaggi o strutture nei Paesi poveri: noi stessi abbiamo installato micro impianti idro a salto, per missioni e ospedali in Guinea Bissau e Mozambico».

L’uso di questi impianti, da noi, è reso anche più appetibile dal fatto che sono ancora in vigore per tutto il 2016 incentivi ventennali di 0,25 €/kWh, per la parte immessa in rete, ma con scambio sul posto. Ma proprio la generosità di questi incentivi fa capire come il microidroelettrico non sia tutto rose e fiori.

«Escludiamo subito dalle possibilità di uso degli utenti domestici, i modelli da installare lungo gli acquedotti, che sono praticamente una esclusiva degli enti che li gestiscono», ci spiega l’ingegner Lorenzo Battisti dell’Università di Trento.

«L’uso di queste turbine ha un senso solo in grandi acquedotti o in scarichi industriali, dove il flusso di acqua è più o meno continuo. In questi casi, però, sono estremamente convenienti perché possono fare il lavoro che negli acquedotti fanno di routine le valvole di riduzione della pressione: inserire una turbina nel tubo ottiene lo stesso effetto, ma in più produce elettricità, che può essere usata per le esigenze dell’impianto stesso o venduta alla rete. È una soluzione che si sta diffondendo, consigliata a chiunque si trovi a gestire un acquedotto o grandi quantità di acqua reflua».

Costi e complicazioni di quelle a salto

Più estese, invece, le possibilità di impiantare una turbina idraulica a salto. «Un impianto del genere può in effetti servire sia per produrre per la rete, che per alimentare utenze domestiche e imprese. Ma attenzione, le acque sono un bene comune, per cui occorre ottenere il permesso di installazione dalle autorità che gestiscono il corso d’acqua. E così facendo ci si mette “nelle beghe”, trattandosi di iter molto complessi e molto costosi, soprattutto perché queste autorità, in genere, vedono con sospetto ogni uso privato delle acque pubbliche che non sia per irrigazione o fornitura di acqua potabile. Questo nella pratica si traduce in richiesta di costosi progetti e perizie professionali di ogni tipo, tempi di attesa anche di 3-4 anni e frequenti pareri negativi, che spesso per essere superati richiedono l’intervento del TAR. Inoltre le opere civili di presa dell’acqua sono anch’esse molto costose: si stiamo circa il 150% rispetto al costo della turbina», spiega Battisti.

E neanche la turbina è esattamente economica, anche perché, quasi sempre, va in pratica costruita o adattata su misura impianto per impianto, non esistendo per queste taglie minime dei veri modelli standard. I prezzi vanno, indicativamente, dai 2.000 euro di una turbina da 200 watt, ai 18.000 per una da 3 kW, fino ai 21.000 per una da 6 kW. Aggiungendo i costi per autorizzazioni, progetti e costruzioni civili, meglio mettere in conto svariate decine di migliaia di euro. A fronte dei quali, però ci si assicura una fonte energetica pulita, di lunghissima durata e che produce con un fattore di carico di 3-5.000 ore l’anno a piena potenza, a seconda del tipo di corso d’acqua e della piovosità, possono dare il doppio o triplo di un impianto fotovoltaico.

I generatori idrocinetici

Per chi volesse evitare i lavori lungo il fiume, però, sono disponibili adesso i generatori idrocinetici, che non usano il salto dell’acqua ma la sua velocità, in modo molto simile a quello che fanno le turbine eoliche con l’aria. Quelle tedesche della Smart Hydro Power, per esempio, funzionano semplicemente appoggiandole o ancorandole al fondo del fiume, dove, protette da griglie contro i detriti, la loro girante da un metro di diametro, trasforma lo scorrere dell’acqua in 5 kW di potenza elettrica (con una corrente di 3 metri al secondo). I prezzi non sono certo bassi, sui 25.000 euro, ma considerato la maggiore semplicità di installazione, sembrano l’uovo di Colombo.

«Apparentemente sì, ma attenzione – avverte Battisti – richiedono fiumi profondi e con una corrente veloce e costante: tenete conto che da una turbina di un metro quadro di superficie, con una corrente di un metro al secondo, tipica dei nostri fiumi, si ottengono appena 150 watt di potenza. E ben pochi dei nostri corsi d’acqua possono garantire che la turbina resti sotto almeno un metro di acqua in ogni stagione. Anche in questo caso, poi, servono le solite autorizzazioni dell’autorità di bacino, con l’iter reso problematico dal fatto che oggetti sommersi sono visti con diffidenza, perché possono far accumulare sabbia e detriti nel letto del fiume e perché sono soluzioni nuove, che mettono in difficoltà chi deve autorizzarle e non è abituato alle loro particolari caratteristiche, come posso testimoniare per esperienza personale».

L’opzione più economica: le pompe reversibili

Quindi la via idraulica all’autoproduzione energetica resta in Italia quasi sempre un miraggio? «Forse no: ultimamente è apparsa una soluzione in grado di abbassare drasticamente il costo dei piccoli impianti idroelettrici: le pompe reversibili», spiega Battisti. «In pratica si tratta di pompe centrifughe che, montate al contrario, si trasformano in turbine idrauliche, mentre il loro motore diventa un generatore. Il loro rendimento è inferiore di circa il 20% a quello di turbine progettate ad hoc, ma sono molto semplici e robuste, con un costo irrisorio: circa 300 euro per 3 kW di potenza. Il poter risparmiare così tanto sulla turbina, può rendere più sopportabile le spese ulteriori di un piccolo impianto idroelettrico a salto». E così rendere più fattibili tanti progetti, altrimenti uccisi al primo preventivo.

Energia ecosostenibile: i vantaggi della cogenerazione da biomassa in territorio alpino

Dal sito Internet http://www.greenreport.it/news/clima/energia-ecosostenibile-i-vantaggi-della-cogenerazione-da-biomassa-in-territorio-alpino/

ENERGIA ECOSOSTENIBILE: I VANTAGGI DELLA COGENERAZIONE DA BIOMASSA IN TERRITORIO ALPINO

Il progetto “Gasification experiences in South Tyrol: energy and environmental assessment” (GAST – Esperienze di gassificazione in Alto Adige: valutazione energetica e ambientale) è stato realizzato dal 2013 al 2015 del gruppo di fisica tecnica della Freie Universität Bozen – Libera Università di Bolzano (Unibz), guidato diretto da Marco Baratieri, responsabile del laboratorio “Bioenergy & Biofuels”, che ha analizzato le prestazioni di impianti di cogenerazione da biomasse presenti in Süd Tirol/Alto Adige. Alla Unibz spiegano che «Lo studio individua negli impianti di piccole dimensioni una soluzione energetica efficiente e conveniente, sia dal punto di vista economico che ambientale. L’Alto Adige è la provincia italiana con la più alta densità di impianti di cogenerazione – produzione combinata di elettricità e calore – da biomassa. In diverse zone della provincia di Bolzano, imprese e privati cittadini hanno deciso di investire su questa tecnologia».

Il progetto GAST, finanziato dalla Provincia Autonoma di Bolzano – Alto Adige, Ripartizione Diritto alla studio, Università e ricerca scientifica – è stato svolto in collaborazione con EcoResearch, con il consorzio RECORD e con l’Area Energia dell’ex TIS innovation park – oggi IDM Alto Adige – che, attraverso la propria rete sul territorio, ha favorito la selezione degli impianti idonei alla sperimentazione.

Attualmente, nel territorio sudtirolese sono in funzione più di 30 piccoli impianti che producono energia tramite la gassificazione di materiali legnosi, appositamente prodotti a fini energetici oppure derivanti dagli scarti della lavorazione del legno, come pellet, bricchetti o cippato. L’energia termica viene sfruttata per il teleriscaldamento, mentre quella elettrica – ricavata dalla combustione dei gas ottenuti dalla biomassa – è immessa in rete e rivenduta.

Lo studio Unibz suggerisce che «I piccoli impianti di gassificazione potrebbero essere una soluzione energetica alternativa cui ricorrere in ambito locale – soprattutto montano, per la disponibilità di biomassa legnosa – quando l’obiettivo è raggiungere alta efficienza energetica e minimizzare l’impatto ambientale in termini di emissioni di gas serra». I ricercatori di Unibz hanno misurato in scala reale – con gli impianti in condizione di esercizio – le prestazioni di alcuni impianti di cogenerazione rappresentativi, distinti tra di loro per dimensioni e produzione. Dai risultati emerge che «I vantaggi che tale tecnologia presenta in impianti di piccole dimensioni consistono in un rendimento elettrico molto più alto, che raggiunge – e spesso supera – il 20%, rispetto al 10% degli impianti tradizionali a combustione».

Baratieri sottolinea che «In Alto Adige, abbiamo un’abbondante disponibilità di biomassa. La filiera, quindi, può essere corta. Il cippato, una possibile tipologia di combustibile per gli impianti di cogenerazione, non deve viaggiare per centinaia di chilometri prima di essere gassificato» Secondo lui quella degli impianti di piccole dimensioni è «la soluzione ideale per decentralizzare e rilocalizzare la produzione di energia nei centri abitati. Idealmente, sfruttando questo tipo di tecnologia, ogni comune potrebbe produrre tutta l’energia che gli serve per scaldare gli edifici e fare funzionare le attività produttive».

Ma la tecnologia degli impianti di cogenerazione a biomassa presenta anche alcuni svantaggi: «Durante il processo di gassificazione si formano sostanze di scarto come i catrami (tar) e un residuo carbonioso simile alla carbonella (char) – dicono alla Unibz –. Il follow-up del progetto GAST prevede però una ricerca per ottimizzare il funzionamento degli impianti di cogenerazione. Stiamo lavorando per sfruttare il char come catalizzatore per promuovere il cracking termico del catrame che ci permetterebbe di bruciare gas più pulito, aumentando l’efficienza complessiva delle macchine e abbattendo un costo. Attualmente, infatti, sia i catrami che il char vanno smaltiti».

Smart grid, se lo scaldabagno elettrico fa da batteria

Dal sito Internet http://www.qualenergia.it/articoli/20160225-smart-grid-se-lo-scaldabagno-fa-anche-da-batteria

SMART GRID, SE LO SCALDABAGNO ELETTRICO FA DA BATTERIA

di Redazione Qualenergia.it

Parlando di sistemi di accumulo e rete intelligente, tra nuove batterie dai costi in discesa, battery inverter e altre soluzioni, a pochi viene in mente lo scaldacqua elettrico che molti hanno in bagno. Eppure questo apparecchio, se messo in grado di interagire per la rete, può fare molto per integrare le fonti rinnovabili non programmabili e rendere più efficiente il sistema elettrico.

Per dare un’idea, un singolo boiler elettrico prelevando elettricità solo nei momenti migliori può dare benefici ad utenti e rete per 200 dollari all’anno, ripagando così la spesa iniziale in soli 5 anni. La stima è di un recente studio firmato Brattle Group su questa soluzione in funzione della gestione della domanda elettrica (in allegato in basso).

Una batteria travestita

In un certo senso, infatti uno scaldacqua elettrico è una batteria travestita: accumula l’energia in eccesso sotto forma di acqua calda, anziché di carica elettrochimica. Quindi questa tecnologia una volta connessa con un sistema di gestione e resa “grid interactive” può offrire alla rete un grande contributo in termini di flessibilità, scaldando l’acqua nei momenti di eccesso di offerta, ad esempio di notte, e staccando nei picchi di domanda.

Per grid-interactive water heaters, GIWH, gli scaldacqua coordinati con la rete, non si intendono apparecchi innovativi, ma semplicemente boiler con le tecnologie attuali che possono essere gestiti in tempo reale da chi gestisce la rete o da software o terze parti che agiscono in base a segnali di prezzo. Pratiche che molte utility stanno già sperimentando, specie negli USA (vedi sotto).

I benefici economici

D’altra parte, i benefici economici che un boiler elettrico grid-interactive può dare sono rilevanti. Secondo il report “The Economics of Demand Flexibility”, del Rocky Mountain Institute (link in basso) negli Stati Uniti la gestione dei carichi, cui gli scaldacqua potrebbero partecipare con un ruolo non secondario, potrebbe far risparmiare 13 miliardi di dollari all’anno.

Secondo il RMI i quasi 50 milioni di scaldacqua elettrici presenti nelle case degli statunitensi potrebbero dare benefici alla rete per 3,6 miliardi di dollari l’anno.

Come? Circa 1,8 miliardi di risparmio si avrebbero semplicemente scaldando l’acqua quando l’elettricità costa meno; il possibile appiattimento della curva di domanda farebbe risparmiare 1,4 miliardi di dollari sulla necessità di investire in nuova potenza e 400 milioni in investimenti sulla rete; altri 36 milioni si recupererebbero usando produzione da eolico e fotovoltaico che, diversamente, andrebbe sprecata o venduta sottocosto; infine 29 milioni sono il risparmio che i boiler smart darebbero agli utenti permettendo una programmazione più efficiente.

Oltre a quanto detto, i GIWH potrebbero dare ancora di più: fornendo servizi alla rete, come la regolazione di frequenza, genererebbero, sempre nel contesto USA, benefici aggiuntivi per 400-700 milioni di dollari l’anno.

Il nuovo studio di Brattle Group sopra citato, commissionato da utility, produttori e associazioni ambientaliste, mostra come i GIWH possano dare un grande contributo al risparmio energetico, alla riduzione delle emissioni e all’integrazione nella rete di più potenza da eolico e fotovoltaico. Come detto, lo studio quantifica in 200 dollari/anno per boiler la ricaduta economica positiva.

Le sperimentazioni in atto

I grid grid-interactive water heaters non sono affatto una soluzione fantascientifica, ma in molti contesti si sta già sperimentando quello che possono effettivamente fare per la rete. In Oregon, ad esempio, Portland General Electric da anni ha coinvolto milioni di scaldacqua in un programma di gestione della domanda per ridurre i picchi di prelievo. Nuovi boiler che possono dare anche regolazione di frequenza – spiega il report di Brattel Group – negli ultimi due anni sono stati testati con successo in Minnesota e Hawaii.

Insomma, le opportunità per questa tecnologia sono interessanti anche perché c’è innovazione non solo per quello che gli scaldabagno possono fare, ma anche nei business model per gestirli: sono partiti programmi di leasing e ci sono iniziative interessanti come quella di Steele-Waseca Cooperative che abbina il boiler elettrico intelligente al fotovoltaico.

Ma gli scaldabagno elettrici sono spesso inefficienti

Parlando di scaldabagno elettrici però c’è un problema: gran parte dei modelli in uso ora sono molto meno efficienti rispetto a quelli a gas.

“Non c’è dubbio che i boiler elettrici, se integrati in un sistema di gestione della domanda, possono dare un utile contributo al bilanciamento e alla gestione della rete elettrica nazionale – commenta l’ingegner Alex Sorokin, esperto di energia cui abbiamo chiesto un parere –. Il problema è un altro: di ogni 100 kWh di combustibile bruciati nelle centrali termoelettriche, mediamente soltanto 40 kWh sono trasformati in energia elettrica. Di questi 5 kWh si perdono nella rete elettrica per cui, a casa del cittadino consumatore arrivano soltanto 35 kWh per alimentare il boiler elettrico. Per cui all fine, dei 100 kWh consumati per produrre calore nelle centrali, restano soltanto 30 kWh per riscaldare l’acqua nel boiler di casa”.

“Preferibile – continua Sorokin – bruciare il combustibile non lontano in centrale, bensì direttamente a casa o nel condominio del consumatore, in una caldaia a gas che trasforma il 90% del potere calorifico del combustibile in calore utile per riscaldare l’acqua. Ancora meglio scegliere e usare un boiler elettrico non di tipo economico, bensi a pompa di calore, che fornisce una quantità di calore 3-4 volte superiore all’energia elettrica impiegata. E se l’elettricità consumata proviene da una centrale a fonte rinnovabile, da sole o vento, allora si che il sistema diventa oltre che pulito, anche molto molto efficiente”.

Il report di Brattel Group “The Hidden Battery. Opportunities in Electric Water Heating” (pdf)

Il report del Rocky Mountain Institute “The Economics of Demand Flexibility

Accumulare energia eolica sugli alberi

Dal sito Internet http://www.ecoseven.net/energia/news-energia/accumulare-energia-eolica-sugli-alberi

ACCUMULARE ENERGIA EOLICA SUGLI ALBERI

E se le foreste oltre ad essere i nostri polmoni, diventassero anche generatrici di energia? Se gli alberi assumessero questo altro importante ruolo per la nostra quotidiana sopravvivenza? Forse non siamo tanto lontani dalla realizzazione di questi sogni, forse esiste un nuovo modo per sfruttare la fonte eolica, trasformando il movimento degli alberi in energia pulita. 

Questa tecnologia fa perno sulla piezoelettricità, ovvero sulla polarizzazione di una carica elettrica in conseguenza a una deformazione meccanica di natura elastica – come può essere appunto una vibrazione.

Secondo un nuovo rapporto pubblicato sul Journal of Sound and Vibration, il movimento degli alberi causato dal vento produce vibrazioni che potrebbero essere convertite con successo in energia.

Lo studio, gestito dagli ingegneri del Laboratory of Sound e Vibration Research dello Stato dell’Ohio, ha rivelato che è assolutamente possibile convertire una serie casuale di vibrazioni in una fonte di energia vitale e che è assolutamente possibile farlo attraverso la naturale energia vibrazionale di strutture a forma di albero. La frequenza naturale è come un muro che assorbe e immagazzina l’energia dalle frequenze più alte, proprio come una piccola increspatura dell’acqua che si accumula in un grande rigonfiamento.

Gli ingegneri hanno testato questa tecnologia in minuscole foreste artificiali utilizzando piccole travi a L in acciaio a forma alberi, avvolte con polivinilidenfluoruro (PVDF) – un materiale piezoelettrico – e sono stati in grado di produrre circa 2 volt di energia.

La piezoelettricità può essere generata da una varietà di materiali e potrebbe essere un enorme passo in avanti per le energie rinnovabili. Staremo a vedere.

Energy storage: il microchip impara ad accumulare energia

Dal sito Internet http://www.rinnovabili.it/innovazione/energy-storage-microchip-supercondensatore-666/

ENERGY STORAGE: IL MICROCHIP IMPARA AD ACCUMULARE ENERGIA

Dopo più di mezzo decennio di speculazioni, modelli sperimentali e test, un team internazionale di ricercatori è riuscito a mettere a punto un nuovo processo di fabbricazione che consentirà ai microchip e alle fonti energetiche che li alimentano di divenire un tutt’uno. Il lavoro, condotto da Yury Gogotsi della Drexel University e Patrice Simon, della Paul Sabatier University di Tolosa, si è concentrato sui processi di sintesi dei dispositivi di energy storage, e più precisamente sui film di carbonio e i micro-supercapacitors. La scoperta, segnalata nell’edizione del 12 febbraio della rivista Science, è il culmine di anni di ricerca in collaborazione con il team che ha creato nel 2010 la prima pellicola di carbonio per supercapacitors.

L’obiettivo era quello di riuscire a dimostrare di poter accoppiare fisicamente il circuito integrato di un dispositivo elettronico con la sua fonte d’alimentazione. “Questo ci ha portato via un po’ di tempo, ma avevamo fissato un importante obiettivo: non solo produrre un dispositivo di accumulo dell’energia piccolo come un microchip, ma anche di farne in grado di far parte dell’architettura stessa del microchip e facilmente integrabile nei tradizionali processi di fabbricazione dei circuiti integrati in silicio”, spiega Simon.

Il cuore dello studio era dunque riuscire a far sposare la tecnologia dei supercondensatori di nuova generazione con la produzione attuale dei microchip. Sul primo fronte la ricerca ha fatto passi da gigante creando vere e proprie pellicole di supercapacitors costituite da un sottilissimo “sandwich” di un elettrolita tra due elettrodi in carbonio. Questi elementi sono in grado di memorizzare una grande quantità di energia rispetto alle loro dimensioni ridotte, possono essere caricati e scaricati in maniera estremamente rapida e la loro durata di vita è (teoricamente) quasi illimitata.

Riuscire a integrarli nel campo della microelettronica presenterebbe dunque più di un vantaggio.

Come parte della ricerca, il gruppo ha mostrato come depositare film di carbonio su wafer di silicio in una varietà di forme e configurazioni per creare decine di supercondensatori su un unico lingotto. Per raggiungere il loro obiettivo gli scienziati hanno depositato sulla superficie di una pellicola rivestita di ossido di silicio, uno strato relativamente spesso di carburo di titanio (TiC) un materiale refrattario ceramico. Dopo un passaggio detto clorazione, il TiC è trasformato in un film poroso di carbonio che può a sua volta essere convertito in un condensatore elettrochimico, altamente flessibile. Il metodo dei ricercatori per il deposito di carbonio su un wafer di silicio è in linea con le procedure di fabbricazione di microchip attualmente in uso, facilitando così le sfide di integrazione di dispositivi di energy storage nell’architettura dei dispositivi elettronici.

Il CNR inventa un drone per risparmiare su acqua e pesticidi

Dal sito Internet http://www.e-gazette.it/sezione/tecnologia/cnr-inventa-drone-risparmiare-acqua-pesticidi

IL CNR INVENTA UN DRONE PER RISPARMIARE SU ACQUA E PESTICIDI

L’Area di ricerca di Pisa del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha creato Efesto, un prototipo di drone che sarà utilizzato nei settori dell’agricoltura di precisione, che mira a ridurre al minimo gli impatti ambientali dei sistemi produttivi. Presentato nei giorni scorsi alla Fiera Agricola di Verona, sarà impiegato nell’agricoltura di precisione e in viticoltura.

Il modello ha sistemi multisensoriali messi a punto e sviluppati dall’Istituto di Scienze e Tecnologie dell’Informazione (ISTI-CNR), dall’Istituto di Biometeorologia di Firenze (Ibimet-CNR) e dal gruppo Refly del CNR pisano. Prodotto da Sigma Ingegneria, attiva nel settore da oltre dieci anni, Efesto impiega sensori termici multispettrali e iperspettrali. La risoluzione a terra è dell’ordine dei 3 cm/pixel, il che rappresenta un grande passo in avanti rispetto ai 5-25 m/pixel ottenuti con una rilevazione satellitare.

“Grazie a Efesto abbiamo la possibilità di acquisire dati provenienti da più sensori contemporaneamente e ad altissima risoluzione, in modo da poterli elaborare assieme. Dalla fusione di questi dati saranno ottenute indicazioni che mirano a ridurre al minimo gli impatti ambientali dei sistemi produttivi”, dice Alessandro Matese dell’Ibimet-CNR. “L’agricoltura di precisione troverà una forte implementazione, in quanto si potranno, per esempio, aggiustare i parametri della semina, la modulazione delle dosi di fertilizzante, l’applicazione sito-specifica dell’acqua, dei pesticidi, degli erbicidi. Utilizzando le mappe prodotte da drone, si applica una strategia di deficit irriguo che può portare ad un risparmio di acqua del 25%”.

Le prime applicazioni dell’agricoltura di precisione si basavano principalmente sull’elaborazione di immagini da satellite, sui sistemi GPS, sui sistemi informativi geografici. “Il drone dà la possibilità di voli ripetuti, acquisizione di immagini visibili termiche e multispettrali georiferite e l’elaborazione post volo dei dati per la mosaicatura”, aggiunge Ovidio Salvetti dell’ISTI-CNR, “dati ed immagini che possono essere integrati in una rete e fornire così informazioni in tempo reale grazie anche ai recenti progressi nelle tecnologie di trasmissione radio e la possibilità che queste hanno di interfacciarsi con Internet”.