Quale e quanta energia disponibile nei nostri mari?

Presentazione sul tema: "Quale e quanta energia disponibile nei nostri mari?"— Transcript della presentazione:

1 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

2 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

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

4 Offshore wind in Europa: Potenza installata

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

6 Offshore wind farm: il futuro
Aerogeneratori con potenza fino a 10 MW Fondazioni su fondali > 40 m Turbine galleggianti o semigalleggianti Altri dispositivi

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

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

9 Energia da onde: dispositivi

10 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= V= 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

11 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.

12 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 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.

13 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

14 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

15 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

16 Griglia eolica offshore: dimensionamento Mazara
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

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

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

19 Griglia per moto ondoso: dimensionamento

20 Griglia per moto ondoso: dimensionamento
Mazara del Vallo

21 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

22 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’

23 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

24 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