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Secondo una ricerca della Columbia University di New York, il vapore potrebbe soddisfare da sola fino al 70% del fabbisogno energetico statunitense

Secondo una ricerca della Columbia University di New York, pubblicata sulla rivista “Nature Communications” l’ultima frontiera delle rinnovabili si chiama vapore. A differenza dell’eolico e del solare potrebbe garantire una produzione continua di energia senza l’impiego di batterie costose e inquinanti. Ma in che modo? Alcuni ricercatori della Columbia, hanno progettato un motore a evaporazione in grado di convertire l’energia sprigionata dall’evaporazione in elettricità grazie alla contrazione di ‘muscoli’ artificiali, formati da nastri elastici ricoperti da spore di comuni batteri del suolo che si restringono e si dilatano in risposta all’umidità ambientale.

“L’evaporazione può diventare la principale fonte energetica, consentendo di sfruttare solare ed eolico solo quando sono disponibili”, hanno affermato i ricercatori.

Il test, che è stato effettuato in laboratorio, è stato usato per alimentare un’auto in miniatura e una lampada a Led.

Con il solo vapore si potrebbe arrivare a produrre fino a 325 GigaWatt di energia dal vapore: l’evaporazione potrebbe da sola coprire il 70% del fabbisogno statunitense. “L’evaporazione naturale dalle superfici d’acqua, si legge nel documento, potrebbe fornire densità di potenza paragonabili a quelle delle tecnologie eolica e solare”.

Questo sistema, inoltre, consentirebbe di recuperare fino alla metà dell’acqua che evapora da laghi e bacini, che verrebbe poi utilizzata in caso di siccità. Questo metodo risulterebbe ideale in situazione ambientale ideale nei Paesi dal clima caldo secco.

 

Fonte: http://energiaoltre.it

Madre Natura torna a ispirare il mondo dell’eolico: dalla biomimesi un nuovo rivestimento per incrementare le prestazioni degli aerogeneratori

In questi ultimi anni il settore dell’energia eolica sta facendo scendere in campo veri e propri mostri: aerogeneratori giganteschi, più alti dei grattacieli e sempre più potenti. Ma la corsa del vento come soluzione chiave della transizione energetica non si gioca solo sulle dimensioni. Alla Texas Tech University, la priorità è riuscire a rendere le turbine eoliche più efficienti grazie a nuovi approcci bioispirati.
Ed è proprio dall’Innovation Hub dell’ateneo che è nata a Flow Raider, startup che sta lavorando sullo sviluppo di un rivestimento superficiale che aiuti a controllare il flusso d’aria intorno alle pale dell’aerogeneratore.

L’obiettivo è aumentare da un lato le prestazioni e dall’altro tagliare i costi sia di manutenzione che di trasporto

Spiega l’ingegnere meccanico Burak Aksak, Chief Technology Officer di Flow Raider “All’epoca avevo lavorato su collanti microfibrillari ispirati al geco e avevo sviluppato tecniche per realizzare fogli adesivi su larga scala. Con nostra sorpresa abbiamo notato che gli squali usano strutture di dimensioni e geometrie simili alle lastre sintetiche che producevamo e abbiamo deciso di eseguire alcuni test preliminari”. Le strutture  a cui si riferisce Aksak, altro non sono che i dentelli dermici che ricoprono la pelle degli squali: si tratta di piccole scaglie che garantiscono all’animale un’eccezionale idrodinamicità e velocità grazie alla capacità di ridurre le turbolenze nell’acqua.

Il nuovo rivestimento presenta piccoli denti, molto simili alle strutture che coprono le pinne degli squali. Nella pratica è in grado aiutare a controllare e migliorare l’aerodinamicità delle turbine eoliche, migliorandone le prestazioni. “Il successo dei test iniziali ci ha portato a lavorare insieme a questa tecnologia negli ultimi quattro anni e ci ha aiutato a sviluppare Flow Raider”, ha aggiunto Aksak. Il prodotto è ancora alle fasi iniziali ma i risultati convincono abbastanza  e i suoi colleghi Luciano Castillo e Humberto Bocanegra  da aver presentato la ricerca alla Conferenza Spark 2017  una due giorni dedicata all’innovazione che ha dato modo alla startup di cercare eventuali finanziatori.

Ad oggi la società si è guadagnata 50.000 dollari in finanziamenti e un fondo da 25.000 dollari fornito dall’Hub dell’Università.

 

Fonte: http://www.rinnovabili.it/

La Fondazione per lo sviluppo sostenibile ha individuato, con l’Enea e Fs, dieci mosse per far crescere la green economy e vincere la sfida della qualità dell'aria

Fra i grandi Paesi europei l'Italia è quello con l'aria più inquinata. È il quadro sconfortante tracciato dal rapporto "La sfida della qualità dell'aria nelle città italiane", presentato al Senato dalla Fondazione per lo sviluppo sostenibile, presieduta dall'ex ministro dell'Ambiente Edo Ronchi. Si stima che nel mondo ogni anno milioni di persone muoiano a causa dell'inquinamento atmosferico e 9 persone su 10 vivono in luoghi con livelli di inquinamento più alti di quelli raccomandati dall'Organizzazione Mondiale della Sanità.

Da qui, ecco le stime presuntive (da considerare come indicazioni di massima) sugli effetti dello smog: l’Italia, si legge nel rapporto, potrebbe subire addirittura 91.000 morti premature l'anno per inquinamento atmosferico (dati 2013), contro la stima di 86.000 della Germania, 54.000 della Francia, 50.000 del Regno Unito, 30.000 della Spagna. Si può pensare che il nostro paese arrivi a una media possibile di 1.500 morti premature all'anno per inquinamento per milione di abitanti, contro una media europea di 1.000. La Germania è a 1.100, Francia e Regno Unito a circa 800, la Spagna a 600. Dei 91.000 morti presunti in Italia, 66.630 potrebbero essere attribuiti alle polveri sottili PM2,5, 21.040 per il biossido di azoto (NO2), 3.380 per l'ozono (O3), le tre sostanze più pericolose. Le zone più inquinate sono la Pianura Padana (in particolare intorno a Milano e fra Venezia e Padova), poi Napoli, il Frusinate, Roma. Per particolato e biossido di azoto, più della metà degli Stai membri, Italia compresa, è in procedura di infrazione.

Stime da considerare con cautela

Da notare che l’andamento della durata della vita e della mortalità in Europa e in Italia non coincide però con la qualità dell’aria: l’Italia ha una durata della vita fra le più alte al mondo, con l’aspettativa di vita terza al mondo (84,84 anni) dopo Montecarlo e Giappone e assai prima di Svizzera (nona) e Svezia (dodicesima al mondo). Da sottolineare anche che le Regioni più inquinate hanno i dati migliori di stato di salute.

Che cosa produce lo smog

Secondo il rapporto, le cause dell’inquinamento sono le troppe auto private in circolazione e troppo vecchie, i trasporti pubblici insufficienti, la scarsa diffusione di veicoli elettrici e ibridi, le caldaie condominiali obsolete e inquinanti, l’uso eccessivo di legna e pellet. Il rapporto punta il dito anche contro un'agricoltura che produce troppa ammoniaca da concime e letame animali, e contro un'industria che ha ancora limiti di emissioni troppo bassi. In particolare, rileva il rapporto, il 35% delle PM10 di Milano viene proprio dalle coltivazioni.

La ricetta

La ricerca della Fondazione offre un decalogo di cose da fare. In primo luogo una strategia nazionale che sostenga i Comuni, che devono farsi carico della qualità dell'aria, ma possono intervenire solo sul 40% delle fonti di inquinamento. Puntare sulla prevenzione e non sull'emergenza e considerare tutti gli inquinanti, non solo la CO2. Poi riduzione delle auto private, investimenti sul trasporto pubblico urbano, incentivi ai mezzi elettrici e ibridi, una vasta campagna di rinnovo degli impianti di riscaldamento, una riduzione dell'uso delle biomasse. Infine, introduzione in agricoltura delle tecniche già esistenti per ridurre le emissioni di ammoniaca e limiti più stringenti alle industrie. "L'Italia, se non cambierà rotta, non centrerà i nuovi target europei di riduzione dell'inquinamento atmosferico al 2030, ha commentato nel corso del convegno Edo Ronchi. E lo sviluppo della green economy in ambito urbano, ma non solo, è la soluzione più efficace per risolvere questa situazione".

 

Fonte: http://www.e-gazette.it/

Il lab X di Google ha presentato un prototipo di sistema per lo stoccaggio di energia elettrica sotto forma di calore

Il futuro delle rinnovabili, lo abbiamo capito già da tempo, passa anche per lo sviluppo di innovativi sistemi di stoccaggio di energia. Il fotovoltaico e l’eolico, infatti, sono per loro stessa natura discontinue e volubili, e abbisognano di impianti di accumulo per garantire un flusso continuo di energia anche quando non c’è il sole (fotovoltaico) e quando non soffia il vento (eolico). Per questo motivo si sta spingendo verso la realizzazione di impianti per lo stoccaggio di energia sempre più efficienti, sia per le utenze domestiche che per le più grandi utilities. Tesla davanti a tutti la sta facendo da padrone in questo campo, avendo già realizzato un enorme centro di stoccaggio di energia in California ed essendo in procinto di raddoppiare il risultato con uno ancora più grande in Australia. Ma attenzione, perché le batterie agli ioni di litio proposte dalla casa di Elon Musk potrebbero non essere l’unica soluzione: lo sanno benissimo quelli di Alphabet, la holding che controlla Google e che sta realizzando un innovativo sistema di stoccaggio di energia basato sull’impiego del sale.

Il sale al posto degli ioni di litio

Il litio con il quale funzionano le batterie di Tesla non è certamente la sostanza più sostenibile del mondo. Tutto diverso il discorso per quanto riguarda il sale, ed è probabilmente per questo che Alphabet ha deciso di concentrarsi su questa eventualità. L’idea di immagazzinare l’elettricità nel sale è del fisico statunitense Robert Laughlin, che nel 1998 si è portato a casa il premio Nobel per la Fisica grazie alla sua spiegazione dell’effetto Hall quantistico frazionario. È infatti stato lui il primo a progettare una batteria in grado di accumulare dell’elettricità in forma di energia termica, sfruttando sia temperature alte che basse.

Lo stoccaggio di energia con la conversione dell’elettricità in calore

Il prototipo presentato da Alphabet, la sezione volta all’innovazione di Google, si chiama Malta, e per l’appunto è un sistema di stoccaggio di energia in grado di accumulare elettricità attraverso l’utilizzo di sale, il quale a sua volta viene immesso in una soluzione liquida a bassa temperatura. Il processo mediante il quale questa strana batteria è capace di stoccare l’energia, in effetti, è piuttosto complesso. Tutto parte ovviamente da una fonte di energia rinnovabile, come possono essere dei pannelli fotovoltaici o delle pale eoliche, le quali in virtù dell’energia generata vanno ad azionare una pompa di calore. Questa inizia quindi a convertire l’elettricità in entrata in energia termica. Il calore così ottenuto viene trasferito in un apposito contenitore in cui è stato disciolto il sale, e qui rimane. Stando al team di Alphabet, questo sistema di stoccaggio di energia può mantenere l’elettricità per settimane intere, può essere ricaricato migliaia di volte e può lavorare per più di 40 anni. Nel momento in cui c’è bisogno di energia elettrica, un motore termico va a compiere il processo inverso rispetto all’entrata, riconvertendo il calore in elettricità. Il gioco è fatto.

Il prossimo passo è la commercializzazione

Come detto, uno dei punti deboli delle batterie al litio di Tesla è proprio il tipo di materiale di partenza, non sostenibile, non comunissimo e non esattamente economico. Di tutt’altro stampo, invece, il sistema di stoccaggio di energia proposto da Alphabet, il quale ha bisogno di semplice sale, di un contenitore di acciaio e di liquidi di raffreddamento senza particolari specifiche. Come spiegano quelli del lab X di Google, il prossimo passo ora è quello di rendere questo dispositivo adatto per il mercato, trovando dei partner industriali disposti «a dare vita a questo progetto».

 

Fonte: http://www.green.it/

Gli Stati Uniti sono stati oscurati per qualche minuto, e gli operatori hanno testato la capacità di passare incolumi da un sistema all'altro

Lo scorso Lunedì 21 agosto i cittadini statunitensi hanno passato parecchio tempo con il naso all’insù, stupefatti e rapiti dallo spettacolo della luna che oscurava il sole. In tutto questo spettacolo è durato circa un’ora e mezza, con l’eclissi totale di due minuti: ne hanno potuto godere gli Stati Uniti, il Canada, il Sud America e una piccola frazione dell’Europa Occidentale. Era dal maggio del 1919, da quasi un secolo, che la luna non oscurava gli Stati Uniti da ovest a est, lasciando nel buio prima le spiagge dell’Oregon e poi, dall’altra parte, quelle del Sud Carolina. A rendere ancora più curioso questo fenomeno è stato inoltre il fatto che per la prima volta i tantissimi pannelli solari degli Stati Uniti avrebbero dovuto affrontare una simile prova, tant’è che nei giorni precedenti in moltissimi si erano domandati cosa sarebbe successo ai pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare di questa portata. Oggi sappiamo che tutto è andato per il meglio, come ha confermato Joseph Osha, analista di JMP Securities che si occupa proprio del settore energetico: «penso che sia stato davvero un buon esempio per capire come la rete elettrica si comporta in caso di intermittenza solare; onestamente, penso che la nostra rete elettrica se la sia cavata stupendamente». Ma questo lo sappiamo solamente oggi, laddove nelle settimane scorse non erano pochi quelli che, del tutto legittimamente, si domandavano cosa sarebbe successo ai pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare simile.

Ecco cosa succede ai pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare come quella di lunedì

E a domandarsi come avrebbero reagito i pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare come quella del 21 agosto non erano solo i non addetti ai lavori e gli scettici: qualche dubbio se lo ponevano anche i veri esperti, i quali erano del tutto consapevoli che quell’eclissi solare sarebbe stato un esame da non sbagliare assolutamente. Lo stesso Eric Schmitt, vice presidente della California Independent System Operator, la quale gestisce tutta la rete elettrica californiana, aveva dichiarato speranzoso che «una mattina nuvolosa sarebbe di grande aiuto». Questo, ovviamente, perché il problema di un’eclissi solare sta nel cambiamento brusco e velocissimo che la rete elettrica deve sopportare: un momento prima i pannelli fotovoltaici sono a pieno regime, mentre quello dopo sono del tutto improduttivi, tutti quanti, per delle aree di minuto in minuto molto estese. Nello specifico, nella sola California, sarebbero stati oscurati più di 5.600 megawatt di pannelli solari, una grossa fetta di quei 19.000 megawatt di energia fotovoltaica che forniscono un decimo dell’elettricità a livello nazionale. Insomma, davanti a queste cifre la domanda ‘come reagiranno i pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare?’ non poteva che sorgere spontanea. Ma il problema non stava solo nell’arrivo dell’eclissi, no, stava anche nella sua fine: dopo pochi minuti di oscurità, infatti, i pannelli solari sono tornati ad essere illuminati da fulgidi raggi solari. Se dunque la rete californiana si è appoggiata completamente su gas naturale ed energia idroelettrica per produrre elettricità in quella manciata di minuti, subito dopo ha dovuto ripristinare repentinamente il tutto, per non sprecare una marea di energia. Per questo, insomma, una mattina nuvolosa avrebbe facilitato le cose a Schmitt e a tutti i suoi colleghi e collaboratori: così non è stato, ma le cose sono comunque andate per il meglio.

Un buon esercizio per il futuro

Dopo mesi di incertezze sul comportamento dei pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare, dunque, si è arrivati ad una risposta: la rete e le utilities sono pronte ad affrontare questo tipo di fenomeno. Per prepararsi, d’altronde, sono state fatte moltissime simulazioni e sono stati fatti correre infiniti modelli matematici. E questo è stato preparato pur sempre contando sul fatto che per ora meno dell’1% dell’elettricità prodotta a livello mondiale proviene dal fotovoltaico, spingendo però gli operatori a vedere questa prova come un test in vista di un futuro in cui un’eclissi solare di questo tipo potrebbe mettere in difficoltà un sistema basato in gran parte proprio sul fotovoltaico. Come ha infatti spiegato al New York Times Randy Wheeles della Duke Energy, «un’eclissi non è ovviamente qualcosa che vediamo tutti i giorni, ma è sicuramente un buon esercizio per noi». Quasi la metà dei pannelli fotovoltaici degli Stati Uniti sono del resto installati proprio in California, ed è dunque quello lo Stato che più degli altri ha dovuto prepararsi. Se qualcuno avesse delle domande su cosa succede ai pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare, dunque, è alla California del 21 agosto che dovrebbe guardare. Per prima cosa, lo Stato ha stretto degli accordi con i vicini Oregon, Nevada e Arizona per uno scambio reciproco di energia elettrica in caso di bisogno. Insomma, un’eclissi o una tempesta possono rabbuiare una determinata area geografica, ma difficilmente potranno spegnere i pannelli fotovoltaici di 4 stati nel medesimo momento! Per affrontare ogni emergenza, poi, la California fa affidamento su un solido sistema che utilizza l’energia fotovoltaica in più prodotta durante i picchi per azionare delle pompe d’acqua, le quali al momento del bisogno possono così produrre energia idroelettrica.

Così, grazie a questi accorgimenti, si è dimostrato cosa possono fare i pannelli fotovoltaici con un’eclissi solare. Del resto questo non è un fenomeno così raro, a livello mondiale: circa ogni due anni, infatti, accade da qualche parte del mondo. Un’altra eclissi solare oscurerà per esempio la parte orientale degli States nel 2024: entro quell’anno i pannelli fotovoltaici saranno molti di più, e per questo molti operatori stanno già studiando i metodi migliori per affrontare al meglio anche quell’esame (partendo ovviamente da quelli che hanno funzionato egregiamente il 21 agosto).

 

Fonte: http://www.green.it/

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