Quale e quanta energia disponibile nei nostri mari? Renata Archetti (1), Nadia Pinardi(1), (2), Alberto Lamberti(1), Franco Cesari(1), Giuseppe Passoni(3) e Daniele Pettenuzzo (2) (1) Università di Bologna (2) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (3) Politecnico di Milano

Energia dalle correnti marine Energia dal gradiente termico I mari e gli oceani contengono una fonte inesauribile di energia rinnovabile, in diverse forme, attualmente poco sfruttate. Energia dal vento Energia dalle onde Energia dalle maree Energia dalle correnti marine Energia dal gradiente termico

Offshore wind farm: lo stato dell’arte Fonte EWEA Offshore wind farm: lo stato dell’arte Fattibilità Risorsa Vento Profondità

Offshore wind in Europa: Potenza installata

Offshore wind farm….….e in Italia??? Consumi 350000 GWh per anno Potenza installata 92 GW Potenza media richiesta 42 GW Massima potenza richiesta 55 GW Termoli Tricase Gela Fonte EWEA

Offshore wind farm: il futuro Aerogeneratori con potenza fino a 10 MW Fondazioni su fondali > 40 m Turbine galleggianti o semigalleggianti Altri dispositivi www.kitewindgenerator.com www.magenn.com www.green-power.net

Energia da onde: principi Siti con mediamente più di 15 KW al metro hanno la potenzialità di generare energia a prezzi competitivi

Energia da onde: dispositivi Il principio della colonna d'acqua oscillante (OWC) Sistemi con impianti sommersi Sistemi di superficie con  bacino di raccolta

Energia da onde: dispositivi

Energia da onde: dispositivi   Devices AquabuOY AWS CETO Oyster Energetech OWC LIMPET Pelamis SSG (500 m) WaveDragon COST (EUR) 500,000 337,500 3,568,000 1,750,000 1,666,667 8,000,000 Technology Point Absorber OWSC OWC Attenuator Overtopping Power max (kW) 250 2500 150 300 1000 665 750 20000 5900 Offshore distance 6 km + 50 m 10-15 m 2-10 m shoreline km Water depth (m) >50 50 12 5--50 10 >25 Sizes D=6 m 10m under free surface 18 x 12 x 2 B=35 m, L=25 m B=6 m, L=6m L=150 m D=3,5 m B=260-300 V=5000-8000 m3 directionality no si lenght scale (m) array layout 60-90 ?? single 700 Life time (yr) 20 30 Company AquaEnergy Group, Finavera AWS Energy Renewable Energy Holdings Aquamarine Power Energetech Wave Gen Ocean Power Delivery Wave Energy AS Wave Dragon Ltd Specific Power Cost (EUR/kW) 2000 - 2250 3568 2632 2222 1356

Energia da correnti marine Un metro quadrato di area, intercettata con una turbina, in una corrente d'acqua che viaggia a 3 m/s ha una potenza di 3 kW. Una corrente d'aria che investe una turbina eolica da un metro quadrato per produrre 3 kW deve viaggiare a 28 m/s. http://www.lunarenergy.co.uk/ http://www.openhydro.com/

Energia da gradiente termico L'energia solare assorbita dalla superficie del mare la riscalda, creando una differenza di temperatura fra le acque superficiali, che possono raggiungere i 25 - 28 gradi, e quelle situate per esempio ad una profondità di 600 m, che non superano i 6-7 gradi. Le acque superficiali, più calde, consentono di far evaporare sostanze come ammoniaca e fluoro; i vapori ad alta pressione, mettono in moto una turbina e un generatore di elettricità, passano in un condensatore e tornano allo stato liquido raffreddati dall'acqua aspirata dal fondo. Una differenza di 20 gradi centigradi basta a garantire la produzione di una quantità di energia economicamente sfruttabile. www.seasolarpower.com

Il ruolo della Oceanografia Operativa Fornire informazioni e statistiche in merito alle risorse: Vento Onde di superficie Correnti da maree Correnti marine Temperatura Per individuare i siti più idonei alla installazione di impianti per la generazione di energia dal mare e per gli studi di fattibilità

Analisi del posizionamento : batimetria, risorsa vento e onda Risorsa Onda Dall’analisi combinata batimetria e risorsa energetica è chiaro che l’offshore della Sicilia è particolarmente attraente

Analisi preliminare risorsa vento: confronto condizioni di vento tra Arklow Bank (Irlanda) e Mazara del Vallo Area offshore Mazara del Vallo Arklow Bank, offshore Ireland

Griglia eolica offshore: dimensionamento Mazara 16161616 Griglia eolica offshore: dimensionamento Mazara Turbine 5MW Self starting at 4 m/s Shut down at 25 m/s N. totale turbine 60 Potenza totale 300 MW Energia annua: 994 GWh Load Factor 37% Altezza del rotore 90 m Raggio delle pale 61.5 m Massima altezza 153 m slm Distanza tra turbine 850 m Profondità fondale : da 30 a 50 m N Turbina 5 MW 01/05/10

Griglia eolica offshore: dimensionamento Adriatico South Adriatic 750 GWh L.F 28% North Adriatic 420 GWh L.F. 16%

Analisi preliminare risorsa onde: altezza d’onda da dati della rete Ondametrica Nazionale 1989 – 2001

Griglia per moto ondoso: dimensionamento

Griglia per moto ondoso: dimensionamento Mazara del Vallo

Griglia per moto ondoso: dimensionamento Tipologia: Aquabuoy Potenza teorica: 240 Kw Energia prodotta = 0.35 MWh /MW Potenza totale: 24 MW Energia annua: 8.4 GWh Costo 2 Meuro / MW

Analisi preliminare risorsa d’energia disponibile per generatore magnetico da onda di 1MW Calcolo teorico Limite d’altezza d’onda per la zona a Sud della Sicilia Energia annua 530 MWh da un generatore ‘teorico’

Griglia per moto ondoso: dimensionamento Tipologia: generatore magnetico Potenza teorica: 1 MW N. installazioni: 25 Potenza totale: 25 MW Energia annua: 12.5 GWh Idea di Convertitore Di energia Delle onde

Considerazioni conclusive La sfida dei prossimi decenni è lo sfruttamento di energia dal mare, mediante lo sviluppo e la commercializzazione di nuove tecnologie In questo la disponibilità di dati di serie di dati lunghe e affidabili è elemento fondamentale Il territorio del mare vicino costa sarà presto troppo occupato dalle attività offshore già programmate negli scorsi dieci anni Integrazione tra diverse competenze tecnologiche