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Energia dal mare

Il mare è un’enorme fonte di energia rinnovabile, perchè contiene almeno cinque differenti tipologie energetiche: il movimento delle correnti, la forza delle onde, i dislivelli delle maree, lo scarto termico tra la superficie ed il fondale. Inoltre attraverso un processo di osmosi, si può raccogliere l’energia liberata quando i fiumi di acqua dolce si riversano nel mare, mescolandosi all’acqua salata.

Giappone, Regno Unito e Norvegia stanno studiano applicazioni per sfruttare questo enorme capitale energetico; gli Stati Uniti si concentrano soprattutto nello sfruttamento del gradiente termico, mentre la Francia utilizza già con successo il meccanismo dell’alta e della bassa marea. Riguardo il nostro paese, il sito a più alto potenziale di successo nello sfruttamento delle correnti, è lo stretto di Messina.

Ricavare energia rinnovabile dalle onde

Numerosi team di ingegneri stanno studiando avanzati sistemi per trasformare in energia elettrica il moto delle onde: – utilizzare le variazioni di pressione rilevabili sotto la superficie dell’acqua

- l’uso di galleggianti che imitino il movimento delle onde e lo trasferiscano a dei generatori attraverso pistoni idrauilici

- concentrare le onde in aree limitate per accentuarne l’altezza ed aumentarne il potenziale di trasformazione in energia elettrica

Secondo un progetto attualmente seguito in Scozia (“Progetto della colonna d’acqua oscillante”) visibile nell’immagine più sotto, si sfrutta la stima per cui un metro di onde possa generare 70kW al largo e 20kW in zona costiera. Questo progetto utilizza il movimento ondoso, catturando e veicolando l’acqua in movimento in spazi più stretti, trasformando l’energia cinetica in elettricità: le onde infatti comprimono e risucchiano ciclicamente l’aria, azionando la turbina che è collegata ad un generatore. Con due turbine da 300 kW alimentate per un anno, si producono circa 2.300 MWh, con un’efficienza intorno al 50%.

Un sistema analogo potrebbe integrarsi facilmente con strutture già esistenti, come frangiflutti oppure protezioni per i litorali costieri, abbattendo in parte i costi di realizzazione.

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Ricavare energia rinnovabile dalle maree

Le maree generano (attraverso la forza di attrazione della luna sulle acque terrestri) l’innalzameno e l’abbassamento del livello della massa acquatica: da questo movimento è possibile ricavare energia, sfruttando una cosiddetta “centrale di marea” o “mareomotrice”. Questo sistema prevede la costruzione di una diga artificiale, che è tanto più efficiente quanto più aumenta il dislivello tra l’alta e la bassa marea (in alcune zone del nord della Francia, come St. Malo, sono stati registrati dislivelli di circa 11-14 metri) che movimenta una serie di turbine. Queste turbine sono però un potenziale pericolo per la flora e la fauna circostante, e si stanno studiando quindi sistemi di griglie per rendere innocuo il movimento delle turbine stesse.
Un progetto ideato dalla azienda statunitense Tidalelectric, prevede un investimento complessivo di 120 milioni di euro per realizzare un impianto completo: i ricavi stimati si aggirano intorno ai 12 milioni di euro all’anno (senza cosiderare contributi pubblici), il che renderebbe l’idea particolarmente competitiva, anche in fase di prototipo.
Ricavare energia rinnovabile dalle correnti

Anche l’energia delle correnti marine è un’interessante fonte di energia rinnovabile, anche per il nostro continente: si stima infatti che in Europa ci siano a disposizione 75 GW di energia potenziale. Riguardo il nostro paese, solo lo stretto di Messina rappresenta un’area chiave, con una potenzialità pari a 15000 MW.
Anche in questo caso è prevista l’attivazione di turbine in movimento, che come per l’energia eolica, possono essere relizzate con asse orizzontale o verticale. Le correnti possono essere sviluppate dalle maree (e in questo caso saranno migliori le turbine ad asse verticale, perchè sia adattano al ciclico cambio di direzione dell’acqua) oppure essere correnti costanti, come quelle del Mar Mediterraneo (in questo caso saranno invece più performanti le turbine ad asse orizzontale).

Circa le potenzialità di questi impianti, si valuta che una corrente che viaggia a 3 metri al secondo, intercettata da una turbina, genera 3 kW di potenza. Per confronto, una turbina eolica in grado di produrre 3 kW di potenza, dovrebbe incontrare una corrente d’aria di ben 28 metri al secondo (pari a 100 Km/h).

Ricavare energia rinnovabile dal gradiente termico
Ricavare energia rinnovabile dal gradiente termico degli oceani, significa sfruttare la differenza di temperatura tra l’acqua più superficiale (riscaldata dal sole), pari a circa 25-28 gradi, e quella registrata intorno ai fondali, misurata a 6-7 gradi circa.
In superficie infatti, a causa del calore, evaporano sostance che liberano vapori ad alta pressione (ammoniaca, fluoro) che a loro volta azionano una turbina collegata ad un generatore elettrico. A questo punto attraversano un condensatore e si ritrasformano in liquido, raffredatti dall’acqua più fredda del fondale.

Se la differenza tra il fondo e la superficie del mare è di 20 gradi, si può generare un apprezzabile quantitativo di energia sfruttabile di circa 50 kW, pur considerando gli elevati costi di realizzazione di un simile impianto. Apportando opportune migliorie, si pensa di poter arrivare anche a 2 MW di energia elettrica.

Ricavare energia rinnovabile dal processo di osmosi

Nel momento in cui un fiume sfocia nel mare, l’acqua dolce si mescola con l’acqua salata, liberando grandi quantitativi di energia. Per convertire l’energia che si libera da questa miscela si può sfruttare la tecnica del ritardo/pressione per osmosi.

Come mostrato nella figura più sotto, l’acqua dolce e quella salata sono separate da una membrana semi-permeabile, in grado di sollevare il livello dell’acqua salata, generando così una sorta di “salto” sfruttabile per generare energia (ad esempio azionando turbine, muovendo pistoni, collegati a generatori). L’applicazione pratica di questo intelligente sistema, è l’abbattimento dei costi della membrana osmotica.

osmosi

83 Commenti »

83 commenti to “Energia dal mare”

  1. L’energia idroelettrica | Pannelli solari Scrive:
    Marzo 27th, 2011 alle 11:14 am

    [...] oggi, l’energia elettrica viene generata dall’acqua, sfruttando le correnti, le maree, le onde ed anche gli sbalzi termici oceanici. No Comments [...]