lunedì 29 giugno 2015

Solar Impulse 2: volo intorno al mondo



Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Quando i lettori avranno questa pagina fra le mani l’aereo solare starà percorrendo la terza tappa del viaggio intorno al mondo con l’uso soltanto della radiazione del Sole. L’aereo Solar Impulse 2 è il fratello maggiore di un altro Solar Impulse che ha già fatto vari voli in Europa ed Africa, negli anni passati. L’iniziativa viene dall’ultimo, in ordine di tempo, dei Piccard, una famiglia di pionieri del volo e delle esplorazioni oceaniche. Nel 1932 August Piccard (1884-1962) ha stabilito il primato di altezza (17.000 metri) a bordo di un pallone aerostatico; il figlio Jacques Piccard (1922-2008) nel 1953 ha costruito, in collaborazione con i cantieri italiani, il batiscafo “Trieste”, un sottomarino abitato capace di esplorare le profondità marine; dopo varie immersioni, nel 1960 ha stabilito il primato di profondità raggiungendo 11.000 metri nella fossa delle Marianne, nel Pacifico, il punto più profondo degli oceani. Bertrand Piccard, figlio di Jacques, dopo aver effettuato nel 1999 il giro del mondo in pallone senza scalo, si è dedicato alla costruzione di aerei alimentati con l’energia solare, capaci di volare sia di giorno sia di notte.

Solar Impulse 2 prima notizia

E’ domenica 29 giugno 2015 e a Roma sono le 10 di mattina, le 8 UTC (Coordinated Universal Time).
Alle 4 e mezza di mattina di ieri, ora locale (in Italia erano le 20,30 di sera, 18,30 UTC) l’aereo Solar Impulse 2 è partito dall’isola di Nagoya in Giappone per un volo di 1200 chilometri fino alle isole Hawaii, senza carburante, con le 4 eliche alimentate soltanto dall’energia solare. E’ la ottava tappa, la più lunga, del volo dell’aereo intorno al mondo.
Adesso per l’aereo sono le 16 e fra poco dovrà affrontare la prima notte di volo nella quale dovrà utilizzare l’energia accumulata nelle batterie caricate nei giorni scorsi con l’energia solare.
In questo momento i quattro gruppi di batterie sono carichi quasi al 100 % e l’aereo vola a circa 9000 metri di altezza utilizzando al massimo l’intensità della radiazione solare; la velocità è di poco meno di 100 km all’ora.
L’aereo solare è pilotato da una sola persona, André Borschberg, che volerà per cinque giorni e cinque notti consecutive, dormendo circa 40 minuti al giorno, in due turni di venti minuti ciascuno.

L’aereo è dotato di quattro bombole di ossigeno ed è rifornito per 17 razioni di alimenti per il pilota.  

domenica 23 novembre 2014

SM 2840 -- Freddo col Sole -- 2007

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 15 maggio 2007

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Non so se la prossima estate sarà calda e quanto calda, ma di certo il condizionamento dell’aria sarà richiesto nelle case e negli uffici; la pubblicità già ci invita proponendo continuamente nuovi modelli. E il condizionamento dell’aria negli edifici comporta consumi di elettricità così elevati che, che negli anni passati, la punta di richiesta elettrica estiva si è avvicinata al massimo di elettricità producibile. Il raffreddamento dei locali si ottiene con dei cicli di evaporazione e condensazione di un gas, azionati da motori elettrici; il fluido evapora “portando via” calore all’ambiente circostante e deve essere poi compresso di nuovo allo stato liquido mediante una pompa; nel passare dallo stato di vapore allo stato liquido il fluido frigorifero dissipa calore, quello che poco prima aveva portato via quando era evaporato. Il condizionamento dell’aria, quindi, rende gradevole la vita agli abitanti di un locale e scalda l’aria, già calda, della strada esterna.

Si potrebbe avere lo stesso effetto di evaporazione e condensazione di un fluido frigorifero utilizzando l’energia solare che è tanto più intensa proprio nei mesi caldi, quando occorre raffreddare l’aria dei locali abitati. Ci sarebbero due soluzioni; o produrre con celle fotovoltaiche elettricità per azionare le pompe dei condizionatori d’aria tradizionali, oppure sfruttare qualche altro dispositivo che non ha bisogno di pompe e che è capace di produrre il freddo col calore solare.

L’idea di far funzionare un frigorifero senza parti in movimento risale al 1922 quando due giovani studenti dell’Università di Stoccolma, Baltzar von Platen (1898-1984) e Carl Munters (1897-1989), hanno inventato un sistema frigorifero che richiedeva soltanto una fonte di calore anche a bassa temperatura, proprio come potrebbe essere l’acqua scaldata dal Sole. La produzione commerciale di tali frigoriferi cominciò l’anno dopo e la società iniziale fu poi acquistata dalla società Electrolux. Quasi contemporaneamente, nel 1926, Albert Einstein (1879-1955) e Leo Szilard (1898-1964), allora in Germania, brevettarono anch’essi un frigorifero senza pompe, capace di utilizzare soltanto una fonte di calore. Il brevetto Einstein-Szilard fu concesso prima in Germania e poi negli Stati Uniti nel 1930. Einstein e Szilard, entrambi ebrei, per sfuggire alle persecuzioni razziali naziste emigrarono negli Stati uniti ed ebbero un ruolo determinante nella realizzazione della bomba atomica. (Per inciso Leo Szilard, uno straordinario studioso, fu anche uno dei primi contestatori ecologici, ma su di lui forse tornerò in futuro).

Per generare freddo col caldo bisogna sfruttare alcune delle proprietà fisiche dei gas. Un frigorifero solare consiste in una serie di tubi in cui circolano ammoniaca, acqua e idrogeno. Il calore fornito al frigorifero fa evaporare l’ammoniaca dalla soluzione acquosa; l’ammoniaca, un gas a temperatura ambiente, condensa poi allo stato liquido in miscela con idrogeno gassoso; da tale miscela l’ammoniaca adesso può evaporare ad una temperatura inferiore a quella del locale o dello spazio da raffreddare e, nell’evaporare, sottrae calore allo spazio da raffreddare e genera “il freddo”. Il ciclo continua e si completa con l’assorbimento di nuovo dell’ammoniaca in acqua e qui ricomincia. La termodinamica del processo è molto ingegnosa e si presta a varie alternative. Il frigorifero Einstein-Szilard usava una miscela di ammoniaca-acqua-butano e fu messo in commercio in piccole unità, mobili, silenziose e affidabili; un altro brevetto si riferiva ad una miscela ammoniaca-acqua-bromuro di metile. La raccolta degli studi sull’energia solare nei passati decenni mostra molte altre soluzioni di frigoriferi solari. Non per niente “il passato è prologo”.

Dopo un lungo periodo di disinteresse, adesso la crescente paura per la scarsità di energia e la domanda di utilizzazione di fonti di energia alternative al petrolio sta inducendo a riscoprire processi e macchinari dimenticati. Addirittura un progetto internazionale di ricerca denominato SACE (sta per “sistemi di condizionamento dell’aria azionati ad energia solare in Europa”), sta finanziando innovazioni in questo campo, soldi che vanno non solo ai paesi europei ma anche a industrie americane e giapponesi.

Questa breve esposizione, che potrà essere utilmente integrata consultando, su Internet, la sempre ricca enciclopedia telematica “Wikipedia”, ha lo scopo di mostrare che esiste un gran numero di scoperte del passato che sono state dimenticate, nel lungo periodo, ormai finito, dell’energia a basso prezzo, e che si prestano, con opportuni perfezionamenti, a risolvere problemi attuali urgenti. Da qui l’importanza di una storia degli innumerevoli dispositivi alimentati ad energia solare la quale offre (offrirebbe) molti stimoli a giovani studiosi e ad imprenditori che avessero voglia di perfezionare quanto è già noto (e dimenticato), col ricorso ai nuovi materiali e processi scoperti negli ultimi decenni.

Nel gran parlare di necessità di “ricerca” e innovazione, sarebbe il caso di fare, e di far conoscere nelle scuole e nelle Università, un inventario dei campi in cui l’innovazione risolverebbe dei concreti problemi economici e sociali migliorando l’ambiente, risparmiando petrolio e energia e creando posti di lavoro.


mercoledì 4 dicembre 2013

SM 3610a -- Piccola storia dell'energia solare -- 2013

Da Energie & Ambiente, Fiera di Milano Editrice, anno 3, fascicoli 9, 10, 11 e 12 (2013)

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Quando si parla di energia solare il pensiero corre subito alle distese di pannelli fotovoltaici che si stanno diffondendo in tanti paesi: in Italia, ma dicono che la Cina sia la più grande produttrice di elettricità dal Sole, e anche la più grande produttrice e esportatrice di pannelli solari e di macchinari che utilizzano fonti energetiche rinnovabili, fra cui motori eolici che producono elettricità utilizzando la forza del vento che deriva, anche lei, dal modo in cui il Sole scalda diversamente i vari continenti. E poi si pensa alle grandi centrali con specchi piani o parabolici che concentrano la radiazione solare in modo da ottenere vapore a temperatura sufficientemente alta, in grado di alimentare turbine elettriche. Il calore solare, infine può essere utilizzato per riscaldamento a bassa temperatura di acqua per usi igienici e di edifici. Senza contare che l’energia idroelettrica, prodotta nel mondo (nel 2013) in ragione di circa 3.600 miliardi di chilowattora all’anno (rispetto ad una produzione mondiale annua di elettricità di circa 18.000 miliardi di chilowattora), deriva dal moto delle acque, anche lui derivato dal ciclo di evaporazione e condensazione dell’acqua planetaria, alimentato dal Sole. Ma ancora di più, guardando al futuro, il Sole rappresenta la grande speranza per liberare le società industriali dalla dipendenza dallo scarso petrolio e dall’inquinante carbone; col Sole è quindi possibile alleggerire anche l’immissione nell’atmosfera dei gas serra che alterano il clima.

giovedì 31 ottobre 2013

SM 2561 -- Il Sole, energia "comunista" -- 2004

Liberazione, 24 novembre 2004 

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Le bizzarrie e oscillazioni del prezzo del petrolio e delle fonti di energia sta facendo risorgere l'attenzione per l'energia solare e le fonti rinnovabili; decine di istituzioni e imprese si candidano a spartirsi le ingenti somme di soldi nazionali e europei previsti per le fonti rinnovabili. Diecimila tetti solari, centomila fotocelle solari, e le pubbliche amministrazioni, nel nome dello sviluppo "sostenibile" e delle "agende ventuno" e del rispetto del "protocollo di Kyoto" --- minore uso di fonti energetiche fossili --- eccitano nuovi appetiti in chi propone di vendere macchine, pannelli, centrali solari e a vento, biodiesel, eccetera.

SM 3526 -- Energia rinnovabile con tecnche antiche -- 2013

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 19 febbraio 2013

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

 Nei programmi di utilizzazione delle energie rinnovabili c’è un capitoletto che riguarda le prospettive di valorizzazione delle risorse energetiche “contenute” nelle acque in continuo movimento nel nostro paese. L’energia solare fa evaporare nell’atmosfera l’acqua dai continenti e dai mari; questa acqua, nel condensarsi e ricadere sotto forma di pioggia e neve, scende continuamente dalle montagne e colline verso il mare e libera energia quando supera i dislivelli nelle valli e nelle pianure. Questa energia può essere trasformata, mediante turbine, in elettricità rinnovabile suscettibile, quindi, di godere delle facilitazioni fiscali riservate alle altre fonti rinnovabili come l’elettricità ottenuta con pannelli fotovoltaici o con pale eoliche. L’energia ricavabile dal moto delle acque è stata la prima grande fonte di energia per millenni, capace di far girare ruote che, a loro volta, azionavano mulini, segherie, macchine; soffianti per il ferro, telai.

SM 3516 -- L'energia delle acque -- 2013


Pier Paolo Poggio (*) e Giorgio Nebbia (**)

Questo convegno sul ruolo dei canali derivati dal fiume Nera nella crescita economica e industriale di Terni presenta interesse sotto vari aspetti: si tratta del capitolo della scienza e della storia dell’ambiente che sintetizza lavoro, tecnologia, territorio, acqua, energia solare e, naturalmente, storia. Si tratta della valorizzazione dell’energia ricavabile dal flusso delle acque attraverso le valli e le pianure, tenuto in moto, appunto, dall’energia solare.