di  -  lunedì 10 maggio 2010

Anche per oggi riprendiamo con il consueto tema dello sfruttamento dell’acqua come fonte di energia e, dopo avere parlato lungamente di impianti idroelettrici (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), affrontiamo oggi il tema dello sfruttamento del moto ondoso come sorgente di energia.

IL MOTO ONDOSO

Le onde si formano a causa dell’azione del vento che, trascinando lungo la sua direzione lo strato superficiale con il quale viene in contatto, e grazie alla viscosità del fluido che porta alla trasmissione di questo “trascinamento” del vento verso gli strati più interni dello specchio d’acqua in esame portando uno “smottamento” della superficie.

Un’altra causa del moto ondoso è attribuita alle correnti marine che portano al rimescolamento della massa d’acqua a causa dei gradienti di temperatura e di salinità presenti in essa.

Cause “estreme” sono invece i fenomeni tellurici ed il distacco dei ghiacciai, i quali possono però portare alla formazione di onde di dimensioni ed energia capaci di operare le distruzioni che conosciamo, e che la loro stessa natura “anomala” non risultano interessanti per lo scopo di questo post.

ESTRAZIONE DELL’ENERGIA DAL MOTO ONDOSO E DALLE CORRENTI

L’acqua, in virtù della sua densità rappresenta un’interessante risorsa energetica e diversi sistemi per il suo sfruttamento sono stati proposti e sperimentati negli anni.

E’ importante distinguere prima di tutto tra metodi che puntano a sfruttare il moto ondoso e metodi che sfruttano le correnti.

Un esempio di sistema che sfrutta il moto ondoso è rappresentato dal progetto Pelamis, il quale sfrutta le oscillazioni sinusoidali delle onde (e quindi le oscillazioni reciproche delle sezioni del dispositivo) per generare energia elettrica attraverso l’impiego di pistoni idraulici ed un generatore capace di convertire questi impulsi in energia elettrica.

Una immagine del dispositivo utilizzato è la seguente:

Impianti del genere, ancora allo stadio di ricerca, sono capaci di potenze abbastanza esigue e per il primo impianto installato a largo delle coste Portoghesi impiegante tre dispositivi si valuta una potenza pari a 2.25 MW.

Il moto ondoso può venire sfruttato anche mediante una soluzione particolare che prevede una turbina eolica particolare (turbina Wells) capace di ruotare sempre nello stesso verso a prescindere dalla direzione del flusso.

In questa soluzione viene realizzata una campana semisommersa nell’acqua, e nel cui vertice viene installata internamente la turbina.

Il moto ondoso innalza od abbassa ciclicamente la colonna d’acqua contenuta su un lato della campana, e conseguentemente l’aria contenuta in essa che aziona la turbina.

Questo sistema presenta il vantaggio di risentire in maniera molto inferiore dei fenomeni di corrosione tipici dei manufatti immersi in acqua marina.

Il principio di questo tipo di impianto è schematizzato nella seguente figura:

La potenza per questo tipo di soluzione, in riferimento agli impianti esistenti, è dell’ordine di 0.3 – 0.5 MW.

Un altro dispositivo è rappresentato da una turbina vera e propria installata sott’acqua e capace di sfruttare non più il moto ondoso, bensì le correnti.

Soluzioni del genere sono in fase di sperimentazione e studio, e differenti geometrie sono possibili analogamente a quanto visto in occasione dei post sull’energia eolica.

Uno schema a titolo puramente indicativo è rappresentato dalla seguente figura:

I problemi rispetto all’analogo eolico consistono nell’elevata corrosività dell’ambiente marino, unita alla difficoltà di installazione degli impianti stessi.

Purtroppo la scarsa diffusione di queste soluzioni, unita allo stato quasi pià che sperimentale per la maggior parte di essi rende molto difficile fornire esempi e dati sulla reale produzione energetica e pertanto sulle reali potenzialità.

Con questo argomento è tutto, pertanto lunedì prossimo cambieremo completamente tema… vi aspetto lunedì prossimo, sempre su AppuntiDigitali, sempre sulla nostra rubrica Energia e Futuro.

7 Commenti »

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  • # 1
    davide
     scrive: 

    Complimenti per l’interessante rubrica :)
    Domanda… ma esistono, almeno come concept sistemi per sfruttare energia dalle maree ? Una sorta di bacino dove raccogliere l’acqua durante la fase di marea crescente per poi rilasciarla da un condotto munito di turbina idroelettrica. Oppure il contrario, una sorta di diga che “sbarri” la marea nella sua fase crescente… e convogli l’acqua in un condotto con la solita turbina.

  • # 2
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ davide
    Per quel che ne so esistono sbarramenti nei Paesi Bassi che sfruttano questo principio… delle turbine vengono installate in condotti che separano il mare aperto dalla zona interna e regolando il deflusso dell’acqua si produce energia elettrica… in quale misura però non lo so proprio…

  • # 3
    umbriel76
     scrive: 

    @Davide
    Esistono sistemi progettati per sfruttare le maree.
    Nel mediterraneo (parlando dell’italia s’intende) sarebbero del tutto inutili però.

  • # 4
    umbriel76
     scrive: 

    Per chi volesse è in fase di chiusura un progetto europeo sulle energie alternative marine (nel caso specifico da ondazione) finanziato da IEE (intelligent energy europe).
    Al sito: http://www.waveplam.eu/page/default.asp?la=1&id=5
    è possibile scaricare dei documenti sullo stato dell’arte attuale delle tecnologie disponibili.

  • # 5
    mede
     scrive: 

    quello che vorrei capire io è se tra ricercare, sperimentare, costruire, installare, mantenere in efficienza, smantellare e smaltire sta roba il risultato è positivo come per le cosiddette fonti di energie non rinnovabili oppure no. ho come l’impressione che sta roba andrebbe benissimo se stessimo parlando di una civiltà ad altissima efficienza energetica in cui ci sia meno di un decimo delle persone che la popolano attualmente… per tirare fuori il 10% dell’energia che serve per una piccola nazione moderna serve coprire 100 kmq di questa roba?

  • # 6
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ mede
    Quello è il limite di queste fonti di energia… purtroppo da questo “circolo vizioso” non se ne esce… hanno un rapporto Potenza/Superficie molto basso e pertanto pensarle anche come sola integrazione appare piuttosto difficile… ciò non toglie che si continui a sperimentare e si cerchi di trovare anche nuove “geometrie” e tipologie di impianto… tutto sommato si tratta di soluzioni nei confronti delle quali c’è anche poco background di dati e conoscenze

  • # 7
    PIGR
     scrive: 

    Penso sia corretto distinguere fra energia prodotta dalle maree, energia delle correnti marine, energia dal moto ondoso.
    Uno fra i più grandi sistemi in costruzione per lo sfruttamento delle maree, si trova in Korea del Sud, anche se attualmente tali sistemi non sono visti come risolutivi, oltre al fatto che provocano alterazioni nel naturale flusso e deflusso di maree, in relazione ad interventi che per avere un minimo di resa, devono essere di tipo”ciclopico”, e tali strutture alterano la costa e il loro impatto ambientale è enorme.
    In relazione alle correnti marine, (facciamo l’ipotesi in Italia di Scilla e Cariddi), esistono notevoli interpretazioni tecniche con sistemi a pala o a pale multiple, con convogliatori a venturi per aumentare la resa, ma calcolando la resa tali tecnologie hanno una modesta produzione.
    Nel caso di sistemi da moto ondoso abbiamo una selva di tecnologie, dalla quale dovrebbe uscire la tecnologia vincente nel “SALTIRE PRIZE”, ma anche in questo concorso si gioca con carte truccate, da chi? Logicamente dalle lobbi, banche e finanziatori, oltre che da ambienti Politici; di questo molti si sono resi conto e in alcune discussioni su siti Inglesi/Scozzesi, si è iniziato a dire che l’importante è che ci sia un’iniziativa di questo tipo. Sarà anche vero, però il pensare che il tutto avvantaggi i soliti noti, Pelamis, OSU, OPT, Wave Roller, sistemi OWC, ecc. non rallegra certo chi si è iscritto per competere in modo “pulito”. Detti sistemi sono i più performanti e i meno, (in alcuni casi), conosciuti, proprio perché la progettazione e la tecnologia sta compiendo dei passi enormi, ma soprattutto sta soppiantando tecnologie che come quelle citate, soffrono di gigantismo e bassa efficienza. Si pensi che nel “SALTIRE PRIZE” il regolamento preveda che si producano 100 GWh in due anni, con impianti di 20 MW istallati direttamente in mare; se si fa un rapido calcolo al 30% di resa, (come l’eolico off-shore, considerato il sistema che risolverà….), con detti impianti da moto ondoso si dovrebbero raggiungere in due anni i 100 GWh richiesti per vincere, ma col 30% di resa costante però. Quindi se ciò accadesse i tanto vituperati e sconosciuti sistemi da moto ondoso, data la superficie ricoperta dai mari/oceani, di circa il 60/70% del pianeta, in teoria potrebbero risolvere una serie di problematiche, sia in relazione alla produzione d’energia che all’emissione, azzerata, della CO2. Questo è molto sinteticamente il punto sulla situazione, anche se da un approfondito sguardo la tecnologia utile, (purtroppo per gli altri), si legge sul dito di una mano, ed è la tecnologia migliore e più performante in assoluto, ma questa è tutta un’altra storia.

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