Si chiama Andrew Kazantsev, fa parte della Saint Petersburg State Polytechnical University e ha visto nelle nuvole una nuove fonte rinnovabile di energia.
Già da qualche anno con un team di progettisti ha ideato, progettato e costruito Air Hes, un dirigibile di dimensioni contenute il quale, sfruttando le idrometeore, consente di ottenere energia pulita e acqua potabile dal cielo.
Il principio di funzionamento è lo stesso utilizzato per la produzione di energia idroelettrica: la differenza di quota dell’acqua che genera energia cinetica viene trasformata in energia elettrica. Paragonato ad una centrale idroelettrica, Air Hes è una soluzione più modesta con costi decisamente contenuti e impatto ambientale minimo. Non dimentichiamo che questo sistema ha il vantaggio di attingere ad una risorsa praticamente inesauribile ma , come tutte le fonti di energia rinnovabili, ha un rendimento legato strettamente alle condizioni meteo con le quali si trova ad operare.
Il team di progettisti russi sta anche studiando una soluzione con pannelli solari e speciali turbine che sfruttano la velocità del vento per rendere il dirigibile quasi completamente autonomo . La possibilità di modificare l’altezza a cui vola il pallone e il suo orientamento rendono comunque il sistema flessibile e adattabile per sfruttare in modo puntuale le condizioni climatiche e le loro variazioni.
Il progetto
E’ noto che l’energia solare che raggiunge il nostro pianeta è 10.000 volte superiore alle necessità dell’umanità; circa un quarto di essa viene utilizzata nel processo di evaporazione dell’acqua e si trova quindi immagazzinata nell’atmosfera sotto forma di nubi. Sfruttando l’acqua che condensa a livello della troposfera e il carico idraulico verticale, considerando che la precipitazione media annuale è di circa 1 m di pioggia, con un’altezza media (dislivello) di 5 km, si ricaverebbe una capacità potenziale del sistema di circa 810 TW, vale a dire più di 60 volte le attuali necessità dell’umanità (13-16 TW).
L’idroelettricita’ standard può utilizzare solo una piccola frazione di questa energia, perché le precipitazioni perdono gran parte della loro energia potenziale nel mentre giungono a terra, superando la resistenza dell’aria. Per utilizzare questo potenziale energetico in maniera più redditizia ed attenta ai costi, è necessario raccogliere l’acqua a quella quota, dove questa si condensa, utilizzando il massimo carico idraulico verticale, corrispondente al dislivello.
Air Hes è costituito da una microturbina posizionata a terra e da un sistema di condensazione del vapore acqueo, raccolto da una vela verticale sostenuta da un dirigibile, al quale è collegata da una serie di cavi che ancorano il sistema a terra. Le nuvole attraversano la vela e l’umidità rimane intrappolata nelle fibre della maglia. Le particelle d’acqua raccolte in un piccolo serbatoio vengono quindi inviate a terra tramite una tubazione che alimenta la turbina.
Il principio di raccolta attraverso le maglie del tessuto trae origine dall’antichità quando dispositivi simili venivano impiegati in montagna per raccogliere acqua dalla nebbia.
Il principio di funzionamento e’ comune ad una centrale idroelettrica standard, dove la turbina e’ azionata dall’acqua che cede la propria energia cinetica, dovuta al dislivello o prevalenza, quindi l’energia meccanica e’ trasformata in energia elettrica mediante un alternatore.
La corrente così prodotta prima di essere immessa in rete passa in un trasformatore che ne innalza la tensione abbassando l’intensità od amperaggio. Sul posto di impiego un altro trasformatore compie l’operazione inversa rendendola disponibile per il comune impiego domestico.
Un pallone di circa 18 metri di diametro, con una capacita’ di carico di circa 3000 kg è sufficiente per sostenere il collettore dell’acqua e relativi accessori.
La potenza prodotta e’ di circa 1,8 kW di energia elettrica ogni 10 litri di acqua per metro quadrato di superficie. Supponendo di avere una grande vela da 1000 metri quadrati, l’energia prodotta sarebbe di almeno 185 kW.
Per funzionare a pieno regime, il dirigibile deve raggiungere un’altezza di 2100 metri per trovare le nubi di medio livello tipiche della troposfera.
Questa invenzione offre inoltre la possibilità di produrre e distribuire acqua potabile; aspetto da non trascurare perchè potrebbe risolvere un problema mondiale; il sistema raccoglie circa 4 litri di acqua all’ora per ogni metro quadrato di maglia della vela aerea.
L’obiettivo primario di questo dispositivo è infatti quello di fornire elettricità e acqua potabile nelle zone più povere del modo.