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Titolo: Finalmente una idea passabile per le pale eoliche

Una interessante applicazione del concetto di bacino di pompaggio.
 
Il concetto e' uscito dalle menti del MIT (Massachusetts Institute of
Technology).
 
http://web.mit.edu/newsoffice/2013/wind-power-even-without-the-wind-0425.html
 
 
Alcuni sapranno dell'esistenza di pale eoliche galleggianti, da usare
per fondali piu' profondi degli 80 metri praticabili con strutture
rigide.
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_wind_turbine
 
 
L'idea e' piazzare sfere cave di calcestruzzo del diametro di 30 mt sul
fondo marino, subito sotto le pale eoliche. Si tratta di strutture di
migliaia di tonnellate di massa cadauno. 
 
Secondo il sig.Chandler, la massa di queste sfere permette loro di
funzionare anche da zavorra per le strutture galleggianti.
 
Quando le pale eoliche erogano energia in esubero, l'acqua viene
pompata fuori dall'interno della sfera. Quando il vento ha uno dei
tipici intermittenti cali di produzione, viene aperta una valvola
e l'acqua viene lasciata rientrare nella sfera, solo che questa volta
la pompa di esplulsione questa volta funge da turbina, generando
energia elettrica che rimpiazza quella mancante dal vento.
 
Mi pare di capire (un po' ambiguo il Davide) che il diametro interno
della sfera dovrebbe essere di 25 metri (che considerando 30 metri
esterni, significa uno spessore del guscio di 2,5 mt).
 
La capacita' di accumulo sarebbe, ipotizzando 400 mt di profondita',
6 MW*h di energia. Se il sovrastante generatore eolico avesse una
potenza di 1 MW(p), significherebbe quasi 6 ore di autonomia.
E quindi 1'000 pale eoliche da 1 MW(p) farebbero il solito riferimento
di certi pseudo-ambientalisti (mai che prendano una centrale
termoelettriche come pietra di paragone), ovvero la solita centrale
nucleare da 1000 MW(e). La combinazione delle sfere con queste pale
eoliche da 1 MW(p) rende la potenza pari a 1000 * 1 MW(e) ove la "e"
sta per "elettrico", per distinguere dalla "p" di "picco".
 
Mi dispiace, ma anche il sig.Chandler fa una scivolata logica:
 
"... unlike nuclear or coal-fired plants, which take hours to ramp up,
this energy source could be made available within minutes, and then
taken offline just as quickly."
 
Ma cosa c'entra il nucleare o il termoelettrico con la necessita' di
un sistema di accumulo ? E' l'eolico (ed il fotovoltaico) che hanno
bisogno di un sistema "ammortizzante" le intermittenze, mica nucleare
o termoelettrico a carbone. Se non altro ha aggiunto anche il
termoelettrico ...
 
Per chi volesse una lettura piu' tecnica:
 
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6471167&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fstamp%2Fstamp.jsp%3Ftp%3D%26arnumber%3D6471167
 
 
"Ocean Renewable Energy Storage (ORES) System: Analysis of an Undersea
Energy Storage Concept"
 
Sommario
 
"Due to its higher capacity factor and proximity to densely populated
areas, offshore wind power with integrated energy storage could
satisfy > 20% of U.S. electricity demand. Similar results could also be
obtained in many parts of the world. The offshore environment can be used
for unobtrusive, safe, and economical utility-scale energy storage by
taking advantage of the hydrostatic pressure at ocean depths to store
energy by pumping water out of concrete spheres and later allowing it to
flow back in through a turbine to generate electricity. The storage
spheres are an ideal complement to energy harvesting machines, such as
floating wind turbines (FWTs). The system could provide
near-base-load-quality utility-scale renewable energy and do double
duty as the anchoring point for the generation platforms. Analysis
indicates that storage can be economically feasible at depths as
shallow as 200 m, with cost per megawatt hour of storage dropping
until 1500 m before beginning to trend upward. The sweet spot occurs
when the concrete wall thickness to withstand the hydrostatic pressure
provides enough ballast mass, and this will depend on the strength of
used concrete and reinforcement. In addition, the required concrete
would use significant amounts of fly ash from coal-fired power plants,
and the spheres can serve as artificial reefs."
 
 
La scelta del calcestruzzo e' interessante perche' e' un materiale di
basso costo e che si presta bene per una produzione di serie
Una stima dei tecnici e' che una sfera del genere, posta in opera
dovrebbe costare intorno ai $12 milioni (oggi €9 milioni).
 
Il costo unitario di questo tipo di accumulo sarebbe intorno ai $60/MW*h
ovvero €45/MW*h.
 
Si tratta di un vero e proprio "uovo di Colombo".
 
Osservazione: questo risolve il problema piu' grosso causato dall'eolico,
ovvero l'instabilita' della erogazione. Ma non puo' nulla per risolvere
il problema di estesi periodi di "calma", che puo' durare anche un mese.
Quindi il paragone con la centrale nucleare da 1000 MW(e) manca di una
"gamba" ...
 
Per i primi progetti, si ipotizza una profondita' ideale di 750 metri
(il Tirreno ?). 
 
Slocum et allievi, nel 2011, hanno costruito un prototipo di 30 pollici
(76 cm) di diametro, che ha funzionato bene, dimostrando la fattibilita'
della idea.
 
Ora vogliono provare una sfera di 3 mt di diametro (interessante come
passano dai pollici ai metri ... :-)
E poi passare ad un prototipo da 10 mt. Il MIT ha gia' presentato
richiesta per un brevetto. Ma come "uovo di colombo", mi sa che e' di
difficile efficacia. Potra' fermare un "rivenditore", ma qui si tratta
di sistemi che vengono "autocostruiti" dall'impresa edile marina.
 
Per potenze a livello di grossa centrale elettrica, la quantita' di
calcestruzzo in gioco e' pari a quella della diga di Hoover:
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Hoover_dam
 
 
Per quanto riguarda l'aspetto delle emissioni di CO2, ci sarebbe pero'
il problema che la produzione di cemento, l'ingrediente base del
calcestruzzo, emette una importante quantita' di CO2.
 
Nota: uno dei commenti pare associare il concetto a quello dei sistemi
idraulici a pressione. Ma qui credo che la sfera sia collegata
con un condotto con l'atmosfera sopra il mare, in modo che quando viene
pompata fuori l'acqua, possa entrare aria (altrimenti significherebbe
fare il "vuoto"). Insomma, il funzionamento pare piu' simile a quello
di un impianto di pompaggio, funzionante a pressione atmosferica.
Ovvero, mentre fuori dalla sfera abbiamo dalle 40 alle 75 atmosfere
(a seconda della profondita), dentro la sfera la pressione dovrebbe
essere quella atmosferica.
 
-- 
Roberto Deboni

potenza di 1 MW(p),
 
Dunque: 30 metri di diametro la sfera esterna, 25 quella interna. Sono
113097 mc e 65450 mc. Quindi, il cemento sono circa 47.000 m^3, per un
peso di circa 140 mila tonnellate.
 
La zavorra quindi avra' un "peso" da 140mila a circa 78mila tonnellate
quando e' completamente allagata.
 
Usando il coefficiente di 968*H*V (H profondita' in metri, V volume da
svuotare in metri cubi, risultato in Joule), e convertendo da J a kWh,
mi vengono effettivamente 7 MWh di energia teoricamente ricavabile.
 
Ho idea che sia un giochetto costoso, pero'. Solo di cemento mi sa che
parliamo di un dieci milioni di euro facile.
 
Leonardo
 
-- 
Were I Glenallan's Earl this tide, and were you Roland Cheyne,
My spur would be in my horse's side, the bridle upon his mane.
If they hae twenty thousand blades and we twice ten times ten,
Yet they hae but their tartan plaids, and we're mail-clad men.


Mi ricito citando i loro conti :-)
 
"Una stima dei tecnici e' che una sfera del genere, posta in opera
dovrebbe costare intorno ai $12 milioni (oggi €9 milioni)"
 
da cui deduco che il calcestruzzo americano costa meno :-D
 
Certo che se aggiungiamo l'IVA del 21% ai €9 milioni, diventano:
 
€10'890'000. quasi €11 milioni!
 
E' strano che in Italia pochi paiono interessati a concedere esenzioni
fiscali alle energie rinnovabili, ma preferiscono il metodo degli
incentivi, quando le esenzioni fiscali, proprio per l'altra pressione
in Italia, avrebbero un effetto notevole.
 
E proprio lei, tra l'altro ha fatto un ragionamento che vuole concludere
che allo Stato non conviene concedere esenzioni fiscali a nuove attivita'.
Meglio, insomma, che le nuove attivita' evitino l'Italia: giusto ?
Come infatti sta accadendo.


 
Dato che lo fanno, e' ovvio che o sono cretini, o e' davvero meglio. Quanto
al perche' sia meglio, i motivi principali secondo me sono:
 
    a) Problemi burocratici. Qualsiasi bischerata in Italia richiede una
       *alluvione* di permessi, certificazioni e adempimenti, che se uno
       fosse maligno penserebbe sia creata allo scopo preciso di rendere
       de facto obbligatoria la "persona di conoscenza" e/o la mazzetta.
 
    b) Incertezza. Metti su una qualunque cosa, e rischi che un comitato
       di cittadini preoccupati, tre capipopolo e mezzo giornale possano
       bloccare qualcosa, di fatto, "sine die" - o fino a che si trovano
       accordi piu' o meno trasparenti con un sacco di gente, ed accordi
       che la controparte potra' comunque rinnegare in qualunque momento
       dopo l'incasso.
 
    c) Inesistenza del diritto. Una qualunque attivita' puo' essere - di
       fatto - bloccata con "pastoie" legali che possono trascinarsi per
       ANNI senza che si arrivi mai a nulla di fatto.
 
Ad un investitore (per es. estero - ma non solo) in Italia e' richiesta, de
facto, una RESA SENZA CONDIZIONI: per investire deve sottostare ai capricci
di tutto e tutti, chinare il capo e dire di si' come uno schiavo.
 
Poi oh sìsìsì, non è mica vero niente, o al più sto esagerando. Sulla carta
la situazione e' molto migliore.
 
Pero', sfortunatamente, pare che con quella carta ci si involti il pesce.


        ANNI senza che si arrivi mai a nulla di fatto.
 
Vero. E forse una "esenzione" burocratica stabilita d'imperio dal potere
centrale (nazionale o meglio regionale, ove lo Stato delega per questi
aspetti totalmente le regioni: perche' l'Italia e' troppo diversa lungo
i suoi 2000 km di latitudine, a che si possa pensare che una soluzione
unica decisa a Roma vada bene per tutto il territorio), potrebbe essere
una soluzione.
 
... snip ...

significa che non devo compilare tutta la pagina di calcolo.
 
Beata ingenuita'.
 
Ma no, certamente avra' ragione lei: questo sara' SENZ'ALTRO il primo caso
della storia della Repubblica in cui per avere un'esenzione (totale, LOL!)
non si dovrebbe compilare piu' che altrettanta documentazione.


 documentazione.
 
Negli ultimi trentanni si fa a modo suo ... ma non mi sembra che i
risultati siano confortanti ...

 Sardegna occidentale.
 
Forse lei ha confuso le ore con il contenuto energetico.
A Bolzano, lei forse avra' 3400 ore di vento, ma intorno ai 4 m/s
di velocita' media.
 
La costa occidentale sud della Sardegna, di pari ed oltre ore, offre
pero' venti intorno agli 8 m/s.
 
Se fa mente locale che l'energia sale con il cubo della velocita',
significa che, a parita' di ore, in Sardegna l'eolico apporta 8
volte piu' energia (cubo del doppio = 2^3 = 8).

risultati siano confortanti ...
 
Prego, non e' il "modo mio".
 
Ma io devo dire quel che vedo, non quel che VORREI vedere.
 
Se le dico, "la strada e' bagnata, e si scivola", _non e'_ la stessa cosa
che dire "Non vada in macchina".


Il 11/06/2013 01:48, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:
 > On Mon, 10 Jun 2013 22:15:01 +0200, Leonardo Serni wrote:
 >>
 >> Che ci possa essere un margine di guadagno, "se tutto va bene",
 >> non posso escluderlo. Che sia attraente per un investitore...
 >> io ne dubito.
 >
 > Ma lei e' un informatico (scusi il dubbio, non voglio offenderla) ?
 
ROTFL!
Me l'ero persa!
 
Questa va negli annali assieme alla ramanzina sui link coi virus
:D :D :D
 
-- 
Gerolamo


link con "possibilita'" di virus ... 
 
non generalizziamo. Una famiglia con piu' ladri della media non e' una
"famiglia di ladri".
La facile generalizzazione e le logiche fallaci di estrapolazioni
improprie sono caratteristiche di quelle che definisco l'"informatico".
E lo scrivo da una lunga esperienza professionale nel settore dei
controlli industriali, ove mi sono spesso trovato affiancato alla
attivita' di programmazione e sistemistica, oltre ad averla
svolta marginalmente (cosa inevitabile, se il "programmatore" non
riesce a capire perche' quell'attuatore non rispetta il suo mondo
bianco&nero, mi toccava rimboccarmi le maniche, provvedere di
persona e mostrargli come si faceva (*)).
Una mia ipotesi e' che l'errore nasce dal volere estendere logiche,
che funzionando passabilmente nel mondo a varabiali finite della
informatica, falliscono invece miseramente passando nel mondo a variabili
infinite del mondo reale (come dire, un mondo "analogico").
 
(*) quando mostravo il codice "funzionante" o "piu' robusto", non
rara era la risposta: "Ma non dovrebbe essere cosi', si dovrebbe
modificare l'elettronica, in modo che quelle "imperfezioni" non
accadono ..." (piegare il mondo reale alla propria concezione ?)"
 
Avevo voglia a spiegarli che "conti alla mano", il costo di una
"elettronica" ideale era di ordini superiore a quella del costo
di un kilobyte in piu' di memoria per un codice piu' "flessibile"
(o se volete "intelligente"), o visto altrimenti, ben superiore al costo
della mia parcella ;-)
 
Osservo questo, perche' capita spesso nelle discussioni su Usenet
questo perdere di vista lo "scopo". In un certo senso, una buona
progettazione "economicamente fattibile" richiede "machiavellismo"
(che invece e' male nella vita sociale, semplicemente perche' le
"persone" non sono macchine, ovvero non andrebbero strumentalizzate).
 
Lo stesso antinuclearismo (e forse per questo tanti informatici mi 
sembrano rappresentare un forte antinuclearismo) mi pare un sintomo
di questo approccio: una fonte di elettricita' deve essere perfetta,
senza difetti, ed invece di prendere cio' che ci offre la realta'
e cercare il migliore compromesso, si e' finiti per scartare in
Italia una tecnologia da 1 morto all'anno per una da 60 morti al giorno.

 intermittente ma energia abbastanza costante.
 
decisamente peggiore di un buon vettore chimico di natura 
elettrolitica (nel mare si potrebbe scegliere di 
elettrolizzare il magnesio, abbastanza abbondante)
 
lascio i "conti"
 
ciao
CCCP

1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 

 anche la miglior turbina).
 
assolutamente : per dislivelli di centinaia di metri serve 
una pompa PREMENTE, altro che turbina. Qualsiasi girante "a 
flusso" cavita se cerca di prevalere contro un dislivello 
del genere, anzi basta anche meno : ci vuole a ingranaggi o 
a lobi o a pistoni, ma cmq premente.
Forse il termine cavita è inesatto, perché nella fattispecie 
non è che faccia bolle (come quando si tenta di aspirare), 
ma va in stallo, in reflusso, si creano zone di flusso 
retrogrado. Se invece l'acqua è circoscritta in piccoli 
compartimenti, allora ok.
 
ciao
CCCP



si però fra le palle eoliche e le caverne sottomarine sembrano molto
più affascinanti le palle eoliche...
vuoi mettere???
 
pensa andare a visitarle, uno direbbe "che palle!" invece del solito
"che pale!" che è piuttosto fiacco.
 
se poi girassero sarebbero ancora più fighe, chissà come se la cava
con torsioni e momenti?....
 
però il massimo sarebbe riempirle di idrogeno e poi concentrarci un
laser superpotente sopra, possibilmente del costo di mille mila
miliardi di euro così riparte pure l'economia, a spese dei figli di
qualcun altro...
 
ovviamente rendersi conto che stiamo parlando della potenza
equivalente ad un medio/grande inverter, e quindi il come stockare
l'energia economicamente (ed efficientemente) è ampiamente noto (UPS),
e comunque studiato da anni senza ricorrere ad metodi semplicistici e
quantomeno archimedei, non passa per la testa a nessuno?
g