カイトジェン

KiteGenは、イタリアで開発された高高度の風力発電装置のコンセプトです。[1]垂直軸回転は、従来の風力タービンのサイズを制限する静的および動的問題を解消することを目的としています。STEMヨーヨーのプロトタイプは、イタリアのベルツァーノ・ディ・サン・ピエトロで現在製作中です。 [2]

歴史

KiteGenは、イタリアの研究者マッシモ・イッポリトによって考案されました。[3]イッポリトはカイトサーファーを観察していた際、カイトが集められる膨大なエネルギーに気づき、同様のシステムで発電できるのではないかと考えました。しかし、このアイデアは非常にリスクが高いと思われたため、イッポリトは長年放置していました。

構造

風を捉えるという課題は、コンピューターによって自動的に動きが制御されるパワーウィングプロファイル（パワーカイト）の使用によって解決されます。カイトはケーブルで回転する構造物に結び付けられ、発電します。この構造物がタービンであり、カイトが「ブレード」です。

凧は所定の軌道に沿って飛行し、ケーブルにかかる力を機械トルクに変換して垂直軸タービンを回転させます。約20個の自動制御凧が、直径1,600メートルのタービンを毎時15回転の速度で回転させ続けます。これにより、中型原子力発電所に相当する1ギガワットの電力を発電できますが、資本コストは推定で10分の1に抑えられます。つまり、1立方キロメートルの空は、年間の80%の時間で1ギガワットの電力を供給できることになります。

ケーブルが長いため、構造上の弱点を生じさせることなく、風の強い500メートル以上の高さまで到達することができます。

高高度の風

地球を包む風帯は2つあります。[4] 1つは南半球のパタゴニアの緯度にあり、もう1つは北半球のヨーロッパ上空にあります。風帯の高度は800メートルから10,000メートルに及び、[5]幅は4,000～5,000キロメートルです。風の平均出力は1平方メートルあたり約2kWです。

高高度の風は地上の風よりもはるかに強力で一定ですが、地上の風が強く吹く場所はごくわずかで、全速力で吹くのは年間わずか 1,700 ～ 1,800 時間程度で、年間のエネルギー生産量は限られています。

KiteGenは、高度約800メートル[6] [7]の平均風速7m/s、比出力200W/mの風を利用する計画です。例えば、高度600メートルから1000メートルの地点で風幅1000メートルの風速区間は、400×1000×200 = 80MWの発電量となります。 2 {\displaystyle ^{2}}

アスティ県の概念的なプロトタイプ[8]は、9基の発電機と標高10,000メートルまで稼働し、最大27MWのピーク電力を発電します。 [9]ピーク電力100MWのキテゲンス発電所は、年間500GWhの電力を生産し、86,000世帯に十分な電力を供給します。[8]

キテゲンは年間約6000時間稼働することができます。[10]

資金調達

2006年6月、KiteGenはイタリア経済開発省から公的資金の受給対象に選定されました。プロジェクトは「優先度B」の評価を受けましたが、資金不足のため手続き評価は実施されませんでした。現在、評価機関（サンパオロ・インテーザ銀行）による資金調達、パフォーマンス評価、資本適正性評価が進められています。

欧州連合（EU）の第7次フレームワークプログラムにおいて、運輸部門におけるプロジェクトの策定は「優秀」と評価され、船舶の発電、牽引、および付帯サービスの管理のためのシステム構築のために300万ユーロの資金提供を受けました（提案番号：218,691、略称：KitVes）。2008年11月、EUは資金提供が「近日中」に開始されると発表しました。

モバイルジェン

2006年8月、Mobilegenと呼ばれる試作機が試験されました。これはトラック搭載型の移動式システムで、低高度の風を利用します。第2世代の移動式発電機は、2007年9月にイタリア、アレッサンドリア県カザーレ・モンフェッラートにあるフランチェスコ・カッパ空港で試験されました。KSU1と呼ばれるこの装置は、自動制御で高度800メートルまで飛行する凧を使用しました。実験は3日間続き、民間航空局と軍用航空局か​​らの特別な許可が必要でした。

アルミニウム製錬所

2012年9月、KiteGenはイタリア政府に対し、ポルトスクーゾにあるALCOAが運営するアルミニウム製錬所への電力供給を提案した。[11]この製錬所は年間2.3 Twhを消費し、イタリア最大の電力消費地である。KiteGenは、年間5000時間の稼働時間で300MWの電力を生産するため、製錬所近くの1平方キロメートルに200基の発電機ファームを計画していた。エネルギーコストは約30ユーロ/Mwhで、建設費は2年近くで償却できる。[12]比較すると、Glencoreは製錬所に対する提案として、近くのSulcis石炭火力発電所（約70ユーロ/Mwh）の高額な電力コストがALCOAがサルデーニャ島から撤退する主な理由であるため、国の補助金によってエネルギーコストが37ユーロ/Mwhよりも安くなる場合にのみ、エネルギーコストを軽減したいとしている。[13]

参照

参考文献

  1. ^ 「KiteGenについて」 2010年5月8日. 2011年3月15日閲覧。
  2. ^ バルディ、ウーゴ(2010-06-10)。 「Da Berzano, il kitegen incostruzione」[ベルツァーノ - カイトジェンは建設中です] (イタリア語)。 2016-05-05 のオリジナルからアーカイブ。2011 年 3 月 15 日に取得。
  3. ^ ヴァンス、エリック。「大きな期待：膨大なエネルギー源が地表から遥か上空を駆け巡っている。エリック・ヴァンスが、高高度の風力発電を地上に持ち込もうとするエンジニアたちに会う。」Nature 460.7255 (2009): 564-567.
  4. ^ 「凧の力でクリーンエネルギーを生成」2007年4月3日。
  5. ^ “Flugdrachen-Segel erzeugt billige Windenergie” [凧は安価な風力エネルギーを生み出す] (ドイツ語)。 2009-10-30 。2011 年 3 月 15 日に取得。
  6. ^ 「巨大なエネルギー貯蔵庫：高度風」。2017年3月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月15日閲覧。
  7. ^ “Kite Gen”. 2011年8月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月15日閲覧。
  8. ^ ab "Kite Gen: Konzept verspricht billige Windenergie" (ドイツ語)。 2009年10月28日。 2009 年 11 月 1 日にオリジナルからアーカイブされました。2011 年3 月 16 日に取得。
  9. ^ 「NASA​​ は luftigen Höhen で Möglichkeit für Windfarmen を支援します」 (ドイツ語)。 2010-12-22 。2011 年3 月 15 日に取得。
  10. ^ “カンパーニャ「Scoprire il Nucleare」” (イタリア語)。 2011-03-01 。2011 年3 月 16 日に取得。
  11. ^ Jewkes, Stephen; Lalor, Dan (2012年9月12日). 「アルコアのサルデーニャ製錬所に3社目の買い手が関心」ロイター. 2016年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年9月27日閲覧。
  12. ^ サペラーニ、ニッコロ (2012 年 9 月 20 日)。 「アルコア、イル・テルツォ・プリテンテ・エ・ラ・カイトジェン：「Produrre alluminio utilizzando il vento」」（イタリア語）。イル・ファット・クオティディアーノ。2012 年9 月 27 日に取得。
  13. ^ Jucca, Lisa (2012年9月25日). 「イタリアのサルデーニャ島、国家援助からの撤退に苦戦」ロイター. 2016年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年9月27日閲覧。
  • KiteGenのサイト
  • Kitegen 技術情報 - イタリア語
  • Kitegenに関するよくある質問への回答
  • イタリア最大の発行部数を誇る日刊総合新聞「ラ・レプッブリカ」（「共和国」の意）のニュース記事
  • エネルギーカイトシステムズ
  • M.ミラネーゼ - KiteGenのプレゼンテーション

さらに読む

  • マッシモ・カナレ、ロレンツォ・ファジャーノ、マリオ・ミラネーゼ、マッシモ・イッポリト。KiteGenプロジェクト：風力発電機の飛躍的進歩を支える鍵となる制御技術、2007年アメリカ制御会議、pp. 3522-3528。IEEE、2007年。https://doi.org/10.1109/ACC.2007.4282697
  • ヴァンス、E. 風力発電：大きな期待. Nature 460, 564–566 (2009). https://doi.org/10.1038/460564a
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