Up through the atmosphere. Up where the air is clear

Fly a Kite II :

08

(puntata precedente)

Fly High

E insomma, pensavo fosse un discorso da incontro casuale, una cosa curiosa o poco più, ormai passata, più o meno per tutti.

Invece, dietro le quinte sembra che ci siano appassionati che ne discutono, e che soprattutto chi non è convinto non intenda mollare spazio a chi insistesse a dire:

“Funziona (quando lo dirò io), crede a me (in due minuti… uno…due…)”

 

Di soggetti che hanno seguito e seguono la vicenda ce ne sono ancora. Uno, ad esempio, è andato a scovare quel che altri hanno fatto in un posto serio:

“Questi sono i numeri di chi fa davvero questi piccoli esperimenti”, scrive. E mostra un’immagine

in cui si legge che:

gli esperimenti sono stati fatti nel 2011, con vento a 8 m/s e un kite da 25 mq ottenendo. per 10 MINUTI, ben 5 kW di media.

 

Quindi i numeri dicono che qualcosa si può anche ottenere, almeno per 10 minuti. Non dicono che si possa alimentare una cittadina (o anche solo qualche casa) per 10 o 11 mesi all’anno; anzi, non dicono neppure se sia possibile alimentare per 7 o 8 giorni un appartamento.

 

Bisognerebbe chiedere agli sperimentatori di Delft se hanno provato l’aquilone con 8m/s di vento per qualche ragione indipendente dalla loro volontà o se reputano che il loro attrezzo da 25mq possa resistere a venti più veloci, o se lo potrebbe fare uno di 150 mq.

 

Bisognerebbe chiedere loro anche perché non mostrino dati che vadano oltre i 10 minuti (hanno fatto solo prove così brevi perché? Aspettavano il vento giusto? Era solo un esperimento liceale?)

In realtà bisogna tener presente che chi ha fatto la prova di dieci minuti, e l’inventore che dichiara questo e quello, sono due entità del tutto diverse: i “ragazzi” di Delft sono gente seria, e sono stati così onesti da postare un grafico dove si legge bene quello che dichiarano, e cioè che sono riusciti a far funzionare l’aquilone per 10 minuti soli, che hanno raccolto 200W/mq (con 307W/mq disponibili), cioè una cosa normalissima.

Hanno fatto le prove con 8m/s di vento, probabilmente perché con venti più forti ci vogliono funi troppo grosse e pesanti, e reazioni più veloci, e tutto si complica.

Invece,  secondo le dichiarazioni dell’inventore, il sistema ha la pretesa di fare almeno 8000 ore (=330 giorni circa, più o meno 11 mesi continuativi) di volo all’anno, giurando che si otterranno guadagni energetici incredibili. Se tutto quello che c’è è una prova (di terze parti) di ben 10 minuti, non è che si può credere alla versione dell’inventore (da cui aspettiamo ancora una prova fatta con tutte le briglie a posto).

 

Un altro di quelli che a quanto pare hanno seguito ha postato un link ad una discussione interessante del passato , dove c’è chi ha notato incongruenze tra pretese di guadagni energetici ricavati, stabili, consistenti, già assodati, e necessità di essere finanziati anziché rivendere tali guadagni alla rete esistente e strani modi di calcolare quei guadagni

 

Impigliato

 

C’è anche chi, ad un certo punto, ha proposto una soluzione empirica, parafrasabile con:

Dai, fatene uno di prova, e fate una prova seria – che voli anche solo per sette giorni e sette notti (sarà uno che crede alla cabala?) – così ci si toglie ogni dubbio, specie quello che siate in grado di far volare un aquilone anche solo per sette giorni e sette notti di fila.

Numbers

 

In effetti, sarebbe già un’impresa, ma 7 giorni e mezzo (= 180 ore) è esattamente il primato di durata del volo di un aquilone raggiunto nel 1982. Certo, non si trattava di un generatore di corrente che doveva produrre 5 kW per 10 minuti. Se però puntiamo al primato, facciamo almeno 8 giorni e 8 notti di quei 330 dichiarati dall’inventore.

 

Ma quel gatto si sta mordendo la coda: è proprio per fare una prova seria che l’inventore chiede finanziamenti. Come se uno dicesse: ” Dai, dammi una decina di milioni di euro e ti dimostrerò che il sistema funziona” e l’altro rispondesse: “Dimostrami che funziona facendolo volare abbastanza a lungo e ti darò i milioni di euro”.

Nel luogo si discuteva (e si rideva) principalmente di altro; di quell’altro, una grande invenzione parecchio più incredibile del KiteGen, forse ne scriverò in un giorno di pioggia. Tornando invece agli aquiloni, nonostante si sia parlato di alta quota e di venti forti, in pratica la massima velocità di vento per la quale è stato provato l’aquilone e per cui siano noti i dati è 8 metri/secondo, da cui i calcoli seguenti che pare abbiano fatto contento almeno un lettore casuale (e per cui mi sono deciso a riproporli in bella, tanto per far sapere che anche un vaccaro, se ci si mette, sa scrivere due formule):

 

 

 

Mettiamo che io abbia una superficie magica, che ferma completamente l’aria e converte tutta la sua energia cinetica in lavoro meccanico.

L’energia cinetica che converto nell’unità di tempo sarà quindi la potenza meccanica che estraggo, poiché

01

Quale sarà l’energia cinetica che attraversa la mia superficie nell’unità di tempo?

02

La velocità v la conosco.

Quale sarà la massa che attraversa la superficie magica nell’unità di tempo?

La massa sarà il volume d’aria che attraversa la mia superficie nell’unità di tempo, moltiplicata per la densità dell’aria. La chiamo ρ, e vale circa:

03

Il volume sarà la superficie moltiplicata per la velocità del vento. Infatti, il volume di aria che attraversa la mia superficie nell’unità di tempo, sarà pari alla superficie moltiplicata per la lunghezza del volume. Ma la lunghezza del volume d’aria che attraversa la mia superficie in un secondo è proprio la velocità. Quindi:

04

L’energia nell’unità di tempo, ossia la potenza (=P), sarà allora:

05

Se poi considero l’unità di superficie divido per S, e avrò:

06

Se considero 07e sostituisco nell’ultima formula, ottengo la potenza per unità di superficie

08

Cioè appunto circa 300 W/mq

Il fatto è questo: che il vento porta con se una certa energia cinetica e, anche ammettendo di sfruttarla tutta, se hai del vento a 8 m/s, non puoi cavarci fuori più di circa 300 W/mq

 

Ashburn Cowboy, detto il vaccaro.

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9 thoughts on “Up through the atmosphere. Up where the air is clear

  1. il sistema, secondo le dichiarazioni dell’inventore, ha la pretesa di fare almeno 8000 ore (=330 giorni circa, più o meno 11 mesi continuativi)

    Un momento!

    Sono il Capo P. Rogetto del Kitegen, ne abbiamo contate tante ma questa delle ottomila ore continue non l’abbiamo ancora sparata.
    Tutte le ore di lavoro annue sommate insieme sì, fanno ottomila e anche di più, ma non ci sentiamo assolutamente di garantire che il kite non verrà giù per periodi di lunghezza indeterminata, per le restanti ottocento ore; potrebbe trovarsi senza vento per milleseicento periodi lunghi, in media, mezz’ora, distribuiti a caso. Solo una settantina di eventi al mese.

    Questo potrebbe essere un problema, se in ditta non fossimo tutti dei geni -Kitegen, kitegeni, ha ha ha, buona questa eh? ehm- e possiamo confidare di inventare lipperlì una soluzione adok: macchina indietro con le funi, un drone automatico che prende il kite per i capelli e lo tiene su, un apparecchio antigravità; al momento stiamo tirando su uno pterodattilo per addestrarlo al recupero in picchiata.
    Comunque se mettiamo due impianti a mille chilometri di distanza, la probabilità che entrambi restino senza vento è minima, e la programmabilità non ne risente affatto perché tanto non ce l’abbiamo.

    Sperando di aver fatto chiarezza su questo importantissimo aspetto

    aspetto

    aspetto

    è tanto che aspetto

    Asì pasan los dìas
    y yo siempre esperando
    cuando estarà volando
    quizàs, qizàs, qizàas.

    Bene, come aspettativa siamo a posto, per cui sperando di aver fatto chiarezza su questo importantissimo aspetto, distintamente saluto.

    CPR

    Liked by 1 person

    • Nel dubbio che qualcuno possa davvero pensare che non sia stato dichiarato, il discorso delle 8000 ore lo fa l’inventore stesso verso il fondo dell’intervista presentata qui:
      http://www.butta.org/?p=3019

      Certo, se le restanti 800 ore vengono divise in periodi “no fly” da 30 minuti l’uno….ma perché non in periodi da un quarto d’ora? Così ce li si può giocare nell’arco di 4 mesi.

      Like

  2. Quell’intevista è davvero esilarante.

    E il punto quando Ippolito viene minacciato con la pistola alla testa? Che tempra!

    Peccato che tra le righe si legga che il Prof. Milanese di Torino (non l’ho inventata io, giuro!) non è più della paranza: nel Collettivo di Teatro Allucinatorio un accademico un po’ vago ci voleva .

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  3. uno chiede:
    … quelli di kitegen dichiarano solo 3 MW perche fanno il tuo calcolo sbagliato?

    Se dichiarano 3 MW per lo Stem, il loro calcolo è sbagliato di sicuro.
    Se è poi un calcolo, con parametri, ancorché arbitrari, giustificabili; però giustificabile non è considerare la proiezione nella direzione del vento della superficie geometricamente accessibile al kite come Tubo di Flusso del kite stesso, dal quale il K. Stem estragga tutta l’energia consentita dal Limite di Betz.
    Il kite infatti non potrà mai essere abbastanza veloce da rallentare tutto il flusso: dei filetti sfuggiranno alla cattura, in virtù del fatto che mentre il kite si trova ad una estremità della sua zona di azione, il vento continua a fluire. E se fluisce a 10 m/s, perché l’estrazione di energia si avvicini al LdB, il kite deve spazzare ogni punto della sua zona di azione una volta ogni decimo di secondo.

    Professore

    Sì Pierini?

    E la pala dell’aerogeneratore allora?

    La pala dell’aerogeneratore è un’elica, ossia una vite; il fluido che la colpisce si divide, la geometria della pala fa sì che si crei portanza, i filetti separati si riuniscono ponendosi in moto turbolento, perciò la pala successiva se vuole vento pulito deve rispettare una separazione che è data dal numero di giri, il limite superiore di questo regime di rotazione è il nostro vecchio Betz.

    Ma c’è dell’altro: questa portanza fornisce alla pala una forza assiale -scaricata sul cuscinetto reggispinta- ed una forza tangenziale; si forma quindi una coppia applicata al mozzo la quale lo mette in rotazione eccetera.
    Naturalmente il moto del fluido viene modificato dalla vite come un da un piano inclinato verso l’esterno, perciò scorre sulla pala verso la sua estremità donde sfugge creando i potenti vortici che la Signora Oca ha magistralmente eseguito in un suo commento (http://ocasapiens-dweb.blogautore.repubblica.it/2015/06/29/il-vecchio-che-avanza/comment-page-3/#comment-973233)

    Quindi, caro il mio Pierini, la pala dell’aerogeneratore col K.Stem NON C’ENTRA UN FICO! E non faccia più domande divagatirie e/o non pertinenti, perché non ho tempo da perdere in pinzillacchere! PERBACCO! Se avessi tempo da perdere pensa che starei qui a perderlo con lei e con il branco di somari che le fa corona intorno?

    Scusi Professore -ma allò

    ALLORA NIENTE! La potenza si calcola con la nota formula che l’area spazzata non c’è HA CAPITO SI’ O NO? Forza, alla lavagna! Ricalcoli la potenza del K. Stem come si deve.

    criiik criik

    E ROMPA QUEL MALEDETTO GESSO!!! CRIBBIO!!!

    frush frush frush

    Ecco qua Professore

    Ma … ma … tre megawatt? non è possibile, espliciti i passaggi

    Allooraaa … l’area … la velocità del vento … la densità … mumble mumble …

    Bravo! C’è arrivato! Centocinquanta chilowatt e fin qui ci siamo. E per arrivare a tre megawatt?

    Divido la potenza attesa per il risultato calcolato … aspetti che con queste virgole … ecco, fa venti.

    Bravo, proprio. E quindi?

    E quindi questo è il Kite Power Factor, un fattore moltiplicativo arbitrario che serve a far tornare i conti.

    Uhm. Questa non la sapevo. Potrebbe approfondire?

    Certo Professore, glielo spiega l’Ingegner Ippolito -riporto a memoria:
    esaminando le formule 15, 16 e 17 nell’articolo di Miles Loyd, [si vede che] queste formule sono migliorabili applicando quelle che esprimono il kite-power-factor che si ottiene considerando lo schema a carosello kpf = Vk/Vw (Cl – Cd *Vk/Vw)√((1+Vk/Vw)^2), che si può semplificare in kpf = Cd(E*Rv^2 – Rv^3), dove E è l’efficienza Cl/Cd , e Rv è il rapporto fra le velocità, Vk/Vw.”

    Chiarissimo, grazie. Dove posso leggere l’originale?

    Qui, Professore: http://kitegen.com/tag/kitegen-carousel/

    cliclik cliklak ENTER

    Vediamo vediaOh! … Ooohhh! … Pierini lei ha fatto un finding eccezionà

    DRRIIINNNNNNNNNNNN

    STUMP STOMP TRATATAN

    Peccato, già la campanella

    WOOOSHHHH

    più nessuno

    Liked by 1 person

  4. una turbina eolica da 7MW ha 3 pale da 70m con una superficie alare di circa 150 mq x 3 = 350 mq totali.
    quindi fanno 20kW al mq, Come si spiega?
    Chi esagera?

    se poi si va a vedere che solo il 30% delle pale (le estremità) effettivamente sviluppano potenza si arriva a circa 60kW/mq

    vaccaro saprà anche scrivere delle formule ma bisogna anche capire ciò che si scrive.

    Like

    • Il problema, leo, è che tu i conti non li sai fare e pensi che la turbina con pale da 70 m sia trasponibile pari pari ad un aquilone da (?) 150 mq. Ti faccio solo una domanda: sai a che velocità ruotano le pale? E invece, l’aquilone a che velocità dovrebbe salire (e scendere)?

      Like

  5. 150 mq x 3 = 350 mq

    Ashburn, non sia così tranchant, forse l’amico ha la calcolatrice con le pile scariche.

    In effetti la domanda è interessante; io la risposta non la so.

    Comunque che la pala funziona è certo, basta leggere il contatore.
    Il contatore della cabina MT di Kitegen però segna ancora zero, come si spiega?
    Io lo spiego che la pala funziona e il Kitegen invece no; sarà perché sono fatti diversi.

    Saluti.

    N

    Like

    • Le pale disegnano un cerchio ben preciso che è un diametro del cilindro vurtuale interessato. Un aquilone, per quanto ben manovrato, non ce la fa a fare la stessa cosa – un aquilone quando “spazzola” davanti e dietro lascia passare qualunque cosa. Eccetto i passeri.

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