centrali a onde e maree - Franco Maria Boschetto

CENTRALI A ONDE E MAREE
Baratella Cecilia, Caccetta Laura, Masini Ludovica
3D A.S. 2015/2016
La definizione di energia mareomotrice è
la conversione dell’energia del mare, sotto
forma di correnti marine (maree) o di onde,
in energia elettrica. Innanzitutto dobbiamo
distinguere i vari tipi di centrali: quelle a
gradiente termico, quelle a gradiente salino,
quelle a marea (o mareomotrice), quelle a
onda. A ciascun tipo di centrale corrisponde
un diverso fenomeno fisico. Questo tipo di
energia è un’energia completamente pulita e
che porterebbe a dei benefici notevoli.
LE MAREE
Le maree innanzitutto
sono lo spostamento di
masse d’acqua sotto
effetto dell’attrazione
gravitazionale di corpi
celesti (principalmente,
Sole e Luna): questa
attrazione gravitazionale
porta due effetti. Il primo
è il ciclo di alta e bassa
marea, che è un ciclo
prevalentemente
semidiurno (cioè con
periodo di 12 ore).
Mont-Saint-Michel
LE ONDE
L’ultimo fenomeno sono le onde. Le onde
vengono generate dallo stress del vento sulla
superficie marina. Si dividono in due categorie
principali: il campo di onde locali generato dal
vento nel punto in cui le osserviamo e le onde
“swell” ossia quelle onde che vengono generate
in altre parti del mare e arrivano in quel punto. Se
generate in aree di mare molto profonde, le onde
quando passano a zone meno profonde
diventano più alte: risultano estremamente
interessanti perciò le aree in cui abbiamo delle
coste molto vicine ad aree profonde.
LE CENTRALI A MAREE
Le centrali mareomotrici sfruttano il movimento del
mare dovuto alle maree. Queste centrali accumulano
l'acqua in un bacino durante l'alta marea e poi la
rilasciano durante la bassa marea. L'acqua viene fatta
passare in condotte forzate che la conducono in
turbine collegate ad alternatori che consentono di
produrre corrente elettrica.
• Vantaggi
Sono impianti molto simili alle centrali idroelettriche
e quindi la tecnologia e' gia' disponibile e collaudata.
• Svantaggi
Solo poche zone sono adatte per l'installazione di
questi impianti e, comunque, la potenza generata e'
modesta rispetto alla superficie occupata
dall'impianto.
In alcune zone della Terra il dislivello tra alta e bassa
marea puo' essere anche di 20 metri e puo', quindi,
rendere conveniente l'installazione di questi impianti.
LE CENTRALI A ONDE
Tra tutte le forme di energia dal mare, quella dal
moto ondoso è senza dubbio quella studiata da
più tempo e che conosce il maggior numero di
sperimentazioni, soluzioni e prototipi
impiantistici.
Il moto ondoso, che è provocato dall’effetto del
vento sulla superficie del mare, è caratterizzato
da un’alta densità energetica. La potenza del
moto ondoso viene misurata in kW per metro di
fronte ondoso. Vengono utilizzati diversi sistemi:
con impianti sommersi e con apparati galleggianti
SISTEMI CON IMPIANTI SOMMERSI
Si tratta di una tecnologia offshore che sfrutta il principio di
Archimede. Consiste in una
struttura sommersa e fissata al
fondale marino. La parte
superiore della struttura è un
cilindro cavo che si muove in
verticale, sfruttando il
cambiamento di pressione
idrostatica dovuto al passaggio
delle onde. L’energia
meccanica che ne deriva viene
trasformata in energia elettrica
grazie ad un generatore.
SISTEMI CON APPARATI GALLEGGIANTI
Si tratta del sistema Pelamis,
formato da cilindri
galleggianti che sfruttano
l’ampiezza delle onde in
mare aperto. Il movimento
delle onde mette in moto
dei pistoni idraulici collegati
ad un generatore elettrico.
I maggiori problemi di
questa tecnologia sono
dovuti all’ impatto visivo e
all’occupazione di superficie
marina, potenzialmente
pericolosa per la
navigazione.
• Vantaggi
Rispetto all’energia mareomotrice, quella dal moto
ondoso presenta il vantaggio di adottare soluzioni
tecnologiche a basso impatto ambientale. Anche gli
investimenti economici richiesti sembrano essere
contenuti, nonostante manchi ancora una
produzione serializzata dei principali componenti
impianti e quindi un’economia di scala in grado di
ridurre i costi specifici.
• Svantaggi
Inoltre, ci sono alcune difficoltà non pienamente
risolte legate soprattutto all’irregolarità tipica del
moto ondoso, che in caso di eventi estremi potrebbe
portare al danneggiamento degli impianti.
LE ORIGINI (centrali a maree)
La prima, in Bretagna, alla foce del fiume Rance, fra SaintMalo e Dinard, tra il 1961 e il 1966 è stata costruita una
centrale che sfrutta la marea che da quelle parti raggiunge
13,5 m di dislivello.
La portata raggiunge 18.000 metri cubi di acqua al secondo e
la potenza erogabile raggiunge i 240 MW. Con questa
produzione, ogni anno la centrale copre il 3 % del fabbisogno
elettrico della Bretagna francese.
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Nel mondo le principali centrali maremotrici sono (in ordine di
capacità in MW di potenza, dati agosto 2010):
Rance in Francia: 240 MW
Annapolis in Canada: 20 MW
Jiangxia in Cina: 3,2 MW
Kislaya Guba in Russia: 1,7 MW
Uldolmok in Sud Corea: 1 MW
LE ORIGINI (centrali a onde)
La prima centrale ad onde nel mondo è stata impiantata nel 2008 a
largo delle coste di Agucadora (Portogallo, Mare Atlantico); ne
verranno impiantate altre a breve in Scozia nelle Isole Orcadi.
In Australia è entrato ufficialmente in
funzione lo scorso 18 febbraio, il Perth
Wave Energy Project, la prima centrale
al mondo che produce energia elettrica
dal moto ondoso e connessa
direttamente alla rete. L’energia
elettrica prodotta alimenterà la base
navale Hmas Stirling e sarà acquistata
interamente dal Dipartimento della
Difesa.
ITALIA
• MAREE In Italia ci sono almeno due posti dove questo ciclo è
sfruttabile: il primo è il posto dove l’alta e la bassa marea hanno
creato la nomea della città: Venezia. A Venezia la differenza tra bassa
e alta marea giornaliera è di circa 1 metro; stessa situazione
a Grado. Entrambi sono luoghi nei quale sarebbe possibile realizzare
delle centrali a marea. Altro luogo molto importante è lo Stretto di
Messina. Lo stretto di Messina ospita dal 2001 una turbina
sperimentale.
• ONDE Per quanto riguarda l’Italia, uno studio del 2011 ha portato i
risultati di centrali a onde sperimentali su tre litorali italiani: Alghero,
Pantelleria e La Spezia, che hanno mostrato ottimi risultati per
quanto riguarda l’estrazione di energia elettrica.
CURIOSITA’
L’Italia ha 7,548 km di coste, meno del Regno Unito
(12,429 km) ma più di Francia (5,500 km), Spagna
(circa 4,000 km) e Portogallo (1,793 km). I Paesi
sopracitati, britannici in primis, sono quelli che hanno
maggiormente intenzione di sviluppare progetti in
campo di estrazione di energia da onde o da maree;
altri (vedi Portogallo e Francia) hanno già realizzato dei
progetti da svariati anni e ne stanno traendo
beneficio.
Il mediterraneo è un bacino molto importante
per la propagazione delle onde, e vari litorali
costieri sono interessati da eventi molto
interessanti dal punto di vista energetico.
LE FONTI
• energielettriche.altervista.org/mareomotrice.html
• tagli.me/.../lenergia-marina-le-centrali-esistenti-e-illoro-possibile-utilizzo...
• www.nextville.it/Tecnologie_innovative/714/Energia
_dal_mare
• energiealternative.soswiki.com/centralimaremotrici.php
• www.lifegate.it/persone/stile-di-vita/australiacentrale-energia-onde