Aeromine, il minieolico domestico “senza pale”

Privo di vibrazioni, silenzioso e facile da installare, il sistema eolico brevettato da Aeromine promette essere efficiente e poco ingombrante. Il dispositivo è in fase di test presso la BASF

Il primo minieolico domestico apparentemente immobile

(Rinnovabili.it) – Si presenta come un’alternativa ai più tradizionali e conosciuti pannelli solari sul tetto, ma promette di generare una quantità maggiore di energia con uno spazio minore. Parliamo del minieolico domestico “senza pale” realizzato dalla texana Aeromine Technologies. L’azienda ha presentato in questi giorni la sua tecnologia brevettata per la cattura del vento, soluzione convalidata attraverso una ricerca congiunta con i Sandia National Laboratories e la Texas Tech University. 

Di cosa si tratta? All’apparenza di un grande cilindro immobile dotato di ali laterali. A differenza delle tradizionali turbine ad asse orizzontale o verticale, il minieolico domestico di Aeromine non possiede pale. Perlomeno non in vista. Il design sfrutta profili alari simili a quelli delle auto da corsa per generare forze aerodinamiche che amplificano il flusso d’aria catturato. In altre parole quando il vento colpisce i profili alari, viene letteralmente “aspirato” in maniera passiva verso il fondo dell’unità. Qui nascosta alla vista, si trova la vera e propria turbina a cui spetta il compito di produrre elettricità.

La società attraverso una nota stampa fa sapere che il suo minieolico domestico è silenzioso, facile da installare e resistente a qualsiasi condizione atmosferica. E che una serie di aziende, tra cui la BASF Corporation, lo stanno già testando. “I sistemi possono essere costituiti da 20-40 unità installate sul bordo di un edificio rivolti verso la direzione predominante del vento”, si legge nel comunicato. “Progettata per funzionare perfettamente con il sistema elettrico esistente dell’immobile, la combinazione della soluzione eolica di Aeromine con il fotovoltaico sul tetto può generare fino al 100 percento del fabbisogno energetico in loco, riducendo al minimo la necessità di accumulo di energia”.

Minieolico sul tetto, quando conviene

L’azienda non fornisce molti dettagli, come la potenza unitaria o i costi. Da un documento, pubblicato sul sito del Dipartimento dell’energia statunitense dagli scienziati che hanno convalidato la tecnologia, sappiamo che il dispositivo raggiunge un’efficienza meccanica di circa 1/3 del limite di Betz.

Quello che è certo è che il minieolico domestico continua a vivere del grande interesse dei consumatori. Interesse che sta crescendo in un momento energicamente delicato come quello attuale dove le bollette di luce e gas, soprattutto in Europa, hanno generato una vera crisi dei prezzi. Potrebbero soluzioni come queste alleggerire la spesa energetica delle famiglie? Molto dipende dalla tecnologia, ma un ruolo di primo piano lo gioca anche il posizionamento.

In generale il mini e il micro eolico, pur funzionando a velocità del vento più basse rispetto ai grandi aerogeneratori industriali, hanno comunque bisogno di una velocità minima di avvio. È quindi di fondamentale importanza ragionare bene sul sito di installazione (località, altezza del palazzo, ecc.) prima di prendere in considerazioni un simile impianto. Un aiuto arriva da due strumenti: il Global Wind Atlas di IRENA che fornisce dati accurati sulle risorse eoliche a livello mondiale, in maniera facile,gratuita e con una precisione al km; e l’Atlante Eolico, la banca dati anemologica italiana del GSE che fornisce dati a 25 m, a 50 m, a 75 m ed a 100 m sul livello del terreno.

Un gruppo di scienziati del KAIST ha sviluppato una batteria a ioni di sodio ad alta energia, ad alta potenza e di lunga durata

Quando le batteria a ioni sodio incontrato i supercondensatori a ioni sodio

Arriva dalla Corea del Sud la prima batteria ibrida al sodio in grado di battere la tecnologia a ioni di litio a mani basse. Con ottime prestazioni lato di capacità di accumulo, potenza, velocità di carica e durata, come dimostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Storage Materials (testo in inglese).

Nel 2020 le batterie a ioni sodio (Na+) hanno raggiunto prestazioni comparabili a quelle degli ioni di litio in termini di capacità e durata del ciclo in condizioni di laboratorio. Da allora il segmento ha continuato a macinare grandi progressi, spinto dall’esigenza globale di trovare una tecnologia di accumulo più economica delle ricaricabili al litio e meno dipendente dalle attuali catene di approvvigionamento dei materiali critici. L’ultimo grande risultato nel campo è quello segnato da un gruppo di scienziati del KAIST, il Korea Advanced Institute of Science and Technology.

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Il team guidato dal professor Jeung Ku Kang del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali ha messo a punto una batteria ibrida agli ioni di sodio dalle prestazioni eccellenti e in grado di ricaricarsi in pochi secondi. Il segreto? Un’architettura che integra materiali anodici propri delle batterie con catodi adatti ai supercondensatori.

Batteria ibrida al sodio, prestazioni record

In realtà non si tratta di un approccio nuovo. Gli stoccaggi ibridi con Na+ sono emersi negli ultimi anni come una promettente applicazione nel campo dell’energy storage in grado di superare i punti deboli degli accumulatori a ioni di sodio più conosciuti.

Tradizionalmente questo metallo è usato e studiato in due tipi di dispositivi di stoccaggio: batterie e condensatori. Le prime, come spiegato poc’anzi, forniscono oggi una densità di energia relativamente elevata ma sono caratterizzate da una lenta cinetica di ossidoriduzione, che si traduce in una bassa densità di potenza e una scarsa ricaricabilità. I secondi invece hanno un’elevata densità di potenza dovuta all’accumulo di carica tramite rapido adsorbimento di ioni superficiali, ma una densità di energia estremamente bassa.

Tuttavia unire le due tecnologie impiegando catodi di tipo condensatore e degli anodi di tipo batteria, non ha dato subito i risultati sperati. La causa è da ricercare soprattutto nello squilibrio cinetico tra i due tipi di elettrodi.

Nuovi materiali per catodo e anodo

Per arginare il problema il team sudcoreano ha utilizzato sviluppato un nuovo materiale anodico con cinetica migliorata attraverso l’inclusione di materiali attivi fini nel carbonio poroso derivato da strutture metallo-organiche. Inoltre, ha sintetizzato un materiale catodico ad alta capacità e la combinazione dei due ha consentito lo sviluppo di un sistema di accumulo di ioni sodio che ottimizza l’equilibrio e riduce al minimo le disparità nei tassi di accumulo di energia tra gli elettrodi.

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La cella completamente assemblata supera per densità di energia le batterie commerciali agli ioni di litio e presenta le caratteristiche della densità di potenza dei supercondensatori. Nel dettaglio la batteria ibrida al sodio si ricarica rapidamente e raggiunge una densità di energia di 247 Wh/kg e una densità di potenza di 34.748 W/kg. Inoltre gli scienziati hanno registrato una stabilità del ciclo con efficienza Coulombica pari a circa il 100% su 5000 cicli di carica-scarica.

Nel Regno Unito gli aerogeneratori lavorano a tempo pieno e assicurano al paese una produzione elettrica maggiore di quella di tutte le fossili sommate assieme

 Produzione semestrale da record per gli impianti eolici UK

Gli ultimi sei mesi in Gran Bretagna sono stati i mesi del vento. Per la prima volta nella storia del paese gli impianti eolici hanno generato più elettricità di tutte le centrali fossili messe insieme per ben due trimestri consecutivi. A rivelarlo è l’agenzia stampa Reuters pubblicando i dati di Ember, Climate think tank energetico

Focalizzando la lente solo su gennaio, febbraio e marzo 2024, si scopre che le wind farm britanniche (e in particolare quelle offshore) hanno immesso in rete ben 25,3 TWh, ossia 1,7 TWh in più dell’intero parco fossile. In termini percentuali, l’eolico UK ha fornito in media il 39,4% dell’elettricità totale durante il primo trimestre del 2024.

In realtà il sorpasso degli impianti eolici su quelli fossili non deve sorprendere più di tanto. Il 2023 è stato un anno fondamentale per l’energia del vento britannica grazie all’attivazione di importanti progetti, come il parco Seagreen da 1,1 GW e la prima fase dell’array di Dogger Bank da 3,6 GW. Ma il risultato assume connotati ancora migliori se si considera che, solo nel 2010, l’approvvigionamento energetico del Regno Unito era fortemente dominato dai combustibili fossili. Con il carbone che generava da solo quasi un terzo dell’elettricità del Paese.

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Tuttavia, in poco più di un decennio la Gran Bretagna è riuscita a ridurre il contributo elettrico del carbone al 2% ed entro la fine del 2024 dovrebbe poter dire addio anche a questa piccola quota. Ma l’elemento più importante è che il carbone non è stato sostituito da altri combustibili “sporchi”. Come spiega la stessa Ember la produzione termoelettrica a gas “è scesa dal 46% del mix elettrico 2010 al 39% nel 2022”. E persino l’energia nucleare è rimasta sostanzialmente invariata dal 2010. 

Tornano al primo trimestre 2024, se sommiamo la produzione eolica con quella degli impianti fotovoltaici, la generazione elettrica rinnovabile nel Regno Unito sale a 27,1 TWh. “Si tratta”, scrive Gavin Maguire per Reuters, “del totale trimestrale più alto mai registrato per la Gran Bretagna e una quota record del 42,2% della produzione totale di elettricità”.