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 off-shore 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 Saint-Malo 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. 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-il-loro-possibile-utilizzo... www.nextville.it/Tecnologie_innovative/714/Energia_dal_mare energiealternative.soswiki.com/centrali-maremotrici.php www.lifegate.it/persone/stile-di-vita/australia-centrale-energia-onde