City-Grid

I tetti delle città di tutto mondo sono restati fin’ora inutilizzati per la produzione di energia elettrica dalle fonti energetiche rinnovabili, per l’assenza, sul mercato mondiale, di nuovi sistemi ad alto valore tecnologico, eolico-fotovoltaico, capaci di integrarsi con armonia con le multiformi problematiche architettoniche e ambientali dei contesti urbani. Nel contempo gli stessi produttori mondiali, di turbine eoliche e di pannelli fotovoltaici, si sono finora ignorati, l’un l’altro, procedendo separatamente a proporre al mercato sistemi inadeguati atti a cogliere, concretamente, l’enorme opportunità (di business sostenibile) rappresentata dai tetti delle città per la produzione di energia rinnovabile. Da quanto precede nasce il presente progetto quale progetto-pilota denominato City-grid che è una mini-rete di distribuzione di elettricità on-grid, di potenza 60kWp che coinvolge la produzione, sui tetti delle città, di energia dalle due fonti rinnovabili eolico e fotovoltaico contemporaneamente con impiego di una unica turbina ELIWIND*IT-Wind Solar System-,  con stoccaggio-accumulo di energia elettrica in kit di batterie di ultima generazione al LiFePO4 ad alta tensione da 9,6kWh a 60kWh nominali. Il sistema di stoccaggio-accumulo on-grid (RAK monofase e RA3 trifase) l’energia può provenire da qualsiasi fonte: eolico, fotovoltaico, cogenerazione-biomassa, gruppo elettrogeno, dalla rete elettrica, etc., questo sistema integrato è la soluzione che consente di immagazzinare l’energia elettrica per utilizzarla di giorno/sera/notte, massimizzando l’autoconsumo, anziché cederla in rete, alla quale l’utenza on-grid è collegata. In concreto City-grid nella sua forma on-grid consente di utilizzare l’energia autoprodotta da fonti rinnovabili e di pagare al distributore di energia elettrica solo gli oneri di rete relativi alla potenza contrattualmente impegnata. City-grid quindi è stato “pensato” in particolare modo per essere utilizzato sui tetti delle città e nei giardini per creare l’indipendenza energetica delle utenze delle parti comuni condominiali e per le utenze domestiche residenziali. In buona sostanza considerando le grandi distanze che le attuali linee di trasmissione devono coprire per raggiungere le aree urbane e rurali dalla generazione centralizzata, fino al 30% dell’energia può essere persa prima di raggiungere le destinazioni, diminuendo così significativamente l’efficienza dell’intero sistema elettrico e causando perdite economiche rilevanti che si riflettono sugli utenti. Come tale, le mini-grid localizzate con generazione in loco di energia rinnovabile oltre a concorrere alla diminuzione delle perdite di energia elettrica, forniscono anche un’alternativa socialmente ed economicamente sostenibile in ogni contesto urbano. Infine il sistema City-grid per le sue peculiari proprietà tecnologiche di ultima generazione e per le armonie delle forme date dalle pale collegate a “V” su basso supporto, offrono una gradevole sensazione visiva di “girante a fiore”, quindi con una completa mimetizzazione in ogni ambiente urbano, ed essendo prive di rumorosità e occupando piccolissimi spazi, svolgono nell’insieme, sia la  funzione di utilizzare le fonti energetiche rinnovabili per produrre energia elettrica, che altrimenti andrebbero disperse, sia di garantire una diffusa indipendenza energetica domestica e produttiva.  Per ultimo va considerato che l’utilizzo dei nuovi pannelli fotovoltaici flessibili così incollati sulle pale della piccola turbina eolica, risolvono anche il problema finora esistente, di non occupare spazi sui tetti e/o modificare gli attuali utilizzi degli spazi delle terrazze, in quanto su tali spazi insiste, con tali turbine, solo un piccolo sostegno che supporta l’impianto (es. cm. 60×60); impianto che, nel suo complesso, ha un peso trascurabile (es.kg.450/550) e non produce sollecitazioni di sorta.

TECNOLOGIA WSS – Wind Solar System

WSS è un sistema italiano di piccola turbina eolica-solare ad alto valore tecnologico di ultima generazione, con brevetti internazionalizzati, creato per la produzione di energia sui tetti delle città. I pannelli FV flessibili ad alta risoluzione sono incollati sul dorso delle pale di alluminio della turbina e la lente di Fresnel composta viene montata su resistente supporto pentagonale vincolato all’apice delle pale mediante sistema teso. La radiazione solare viene concentrata dalla lente di Fresnel (fino a 400 volte) sulla zona sottostante e captata dai pannelli fotovoltaici, generando corrente elettrica con densità fino a quattro volte maggiore rispetto al fotovoltaico tradizionale. Le pale della turbina in alluminio estruso, alveolate, sono posizionate nella formazione emi-verticale con inclinazione a “V”, queste unitamente allo sfruttamento dei flussi ventosi, permettono un efficiente raffreddamento ai pannelli fotovoltaici flessibili incollati sulle stesse, inoltre l’aria calda prodotta dai pannelli FV, opportunamente convogliata all’apice delle pale, viene utilizzata per incrementare la spinta del rotore, contribuendo a portare a regime ottimale la producibilità elettrica anche in presenza di minimali flussi ventosi del sito di 1,5 m/s, consentendo così lo sfruttamento congiunto dell’energia eolica e quella fotovoltaica con un unico compatto impianto. Il sistema nel suo insieme garantisce la produzione di energia elettrica ovunque sia presente il sole a livello mondiale e una minimale ventosità, ed è dotato di una tecnologia propria di autogoverno funzionale di regime di giri in presenza di qualsiasi flusso ventoso ove fosse eccedente alle sue esigenze funzionali di producibilità nominale della turbina. Le minimali capacità produttive di City-grid, WSS-IT*20kWe S-9, ovunque installata a livello mondiale, garantisce una produzione di energia elettrica come segue:

• Considerando le ore solari medie anno a livello mondiale di 1.400 + ore ventosità media anno 1,5 m/s di 1.400 + una ventosità media annua minimale di 5,5/6,5 m/s di ore 1.400 (su ore anno complessive di 8.760);
• Si può considerare una produzione annua dei pannelli FV flessibili ad alta risoluzione 10×1.400=14.000kWh/a;
• Quindi si può considerare una produzione della turbina eolica: 20 x 1.400 (in ore solari) + 20 x 1.400 (ventosità media anno indipendente dalle ore solari) =56.000kWh/a;
• Produzione di EE complessiva 000kWh/a;
• Con risparmio di CO2 anno pari a 55,65 tonnellate.

Energia in grado di sostenere i consumi di elettricità di due ascensori e delle parti comuni di un condominio, composto di 44 unità abitative, pari in media anno a 12.000kWh + 22 utenze domestiche di potenza impegnata di 3kW, e utilizzo dell’energia per ricarica autoveicoli dei condomini e/o la vendita alla rete. Il costo di una City-grid varia a seconda della sua potenza, a partire da €.1.800/2.000 x kWh per 100kWe a €.2.000/2.500 x kWh per 20kWe; ovvero costi in linea, e anche inferiori, alle comuni turbine eoliche ad asse orizzontale (HAWT) sul mercato mondiale inadatte per essere utilizzate sui tetti delle città.

RAFFIGURAZIONE SCHEMATICA CITY-GRID IN CONFIGURAZIONE ON GRID

Produzione annua di energia WSS IT20kW -9D- Wind Solar System – densità dell’aria standard, distribuzione di Rayleigh

Le nuove turbine eoliche integrate denominate WSS*Wind Solar System sono realizzate non tanto in ragione degli incentivi GSE ma per competere con il libero mercato dell’energia, infatti gli attuali costi in bolletta dell’energia per usi domestici sono di €.0,20kWh-€.0,29kWh, per fasce superiori ai 3kW fino ai 15kW i costi aumentano e non sempre si ottiene l’allaccio, perché la rete di distribuzione elettrica italiana (e mondiale) è spesso insufficiente e non garantisce l’erogazione in aree del Paese. I consumi di EE in Italia (fonte GSE) sono di oltre 300.000GWh, di questi circa 70.000GWh sono del settore domestico e 230.000GWh industriale. In Italia sono in vigore il mercato libero e il mercato tutelato, a partire dal 2022 ci sarà solo il mercato libero, attualmente le utenze del mercato tutelato sono di circa 40.000GWh e circa 30.000GWh mercato libero, mentre il settore industriale è passato al mercato libero circa il 97,3% pari a 224.250GWh. Risulta che 9 italiani su 10 non conoscono i propri consumi energetici, mentre il 41% è orientato a cambiare operatore di EE e il 35% l’operatore gas (tutti dati MISE-ENEL-distribuzione), a tal proposito se la decisione è quella di rivolgersi ad un altro fornitore, la scelta ricade sulle  migliori offerte luce e gas adatte alle proprie esigenze di consumo. Nel  caso in cui ci si trovasse a dover cambiare l’intestazione del contratto  relativo ad un’utenza luce e gas ancora attiva, l’operazione da effettuare è quella della voltura. Per ottimizzare i consumi domestici e fare un uso intelligente dell’energia, grazie alle nuove tecnologie è possibile monitorare i propri impianti elettrici da remoto, tramite smartphone che abbia una buona copertura e una connessione veloce che è possibile attivare tra le migliori offerte internet proposte, evitando così ulteriori sprechi energetici. In Italia la minima potenza contrattuale prevista per restare allacciati alla rete è di 1,5kW (più 10%), i costi dell’energia elettrica del mercato libero sono superiori a quelli del mercato tutelato e sono previsti ulteriori rincari, in concreto i costi dell’energia sono superiori agli incentivi GSE.

DICHIARAZIONE CE DI CONFORMITA’ PER LE MACCHINE