Marginal Column

Come sfruttare la forza dei mari

Gli oceani nascondono solo nel loro incessante movimento uno sconfinato potenziale energetico. Però come è possibile sfruttare questa energia maremotrice?

 

Il concetto

Maree, corrente marina, moto ondoso, gradienti termici marini, osmosi. Il concetto di energia maremotrice sta ad indicare forme di energia totalmente differenti e indipendenti le une dalle altre, che hanno solamente un fattore comune: a differenza di altre energie rinnovabili, come l’energia eolica e solare, sono disponibili a qualunque ora del giorno e della notte. A tale proposito le centrali maremotrici vengono prese in considerazione principalmente per quanto concerne la produzione di carico costante per le reti di distribuzione della corrente elettrica. Tuttavia i potenziali di sfruttamento delle diverse forme di energia sono di diversa entità. Dal punto di vista odierno le maree, le correnti e i moti ondosi costituiscono le fonti di energia più promettenti.

La tecnica

I cosiddetti convertitori di energia maremotrice devono rendere utilizzabile questa energia. Sono composti da una costruzione meccanica, che assimila l’energia dal movimento e da un convertitore di energia inserito a valle. Questo sistema Power-Take-Off (PTO) mette a disposizione la corrente elettrica all’uscita dell’impianto. Oltre alla conversione dell’energia, tra i compiti del sistema PTO figurano spesso anche adattamento della frequenza, limitazione, livellamento, accumulo e regolazione dell’energia assorbita. L’impiego in mare impone requisiti severi per questi componenti:

  • elevata durata fino a 30 anni
  • massima disponibilità
  • lunghi intervalli di manutenzione fino a cinque anni
  • protezione contro le condizioni ambientali (ad esempio l’acqua marina)
  • elevata efficienza, anche per periodi di carico estesi

I concetti

Per un concreto sfruttamento delle diverse forme di energia vengono impiegati i più svariati convertitori di energia, dei quali vengono qui rappresentati i più importanti.

Centrali per lo sfruttamento delle maree e delle correnti

 

Centrale per lo sfruttamento delle correnti marine

Sulla scorta di una tecnologia ancora relativamente giovane, esistono attualmente circa 50 diverse tipologie di macchina, le più frequenti delle quali puntano su di un rinomato approccio: le centrali a energia eolica. Con la differenza che in questo caso ad azionare il rotore sono le costanti correnti marine o le maree.

Tuttavia, queste centrali sono sostanzialmente più compatte rispetto ai modelli azionati dal vento. La causa è da ricercarsi nella maggiore densità dell’acqua, che già in presenza di una più bassa velocità della corrente marina sviluppa forze molto consistenti. Queste forze vengono sfruttate anche dall’impianto galleggiante Morild II nelle isole Lofoten nel Nord della Norvegia. La centrale, tra le più grandi di questo tipo, offre una potenza installata di 1,5 megawatt e presenta un diametro della turbina di 23 metri.

Centrali per lo sfruttamento del moto ondoso

 

Centrale per lo sfruttamento del moto ondoso

Da un lato vengono testate sulla superficie del mare corpi flottanti come boe o i cosiddetti “serpenti di mare”, con i quali appositi cilindri idraulici catturano il movimento e lo trasformano in portata. Dall’altro vengono utilizzati sul fondo marino convertitori ancorati. Un concetto promettente è rappresentato ad esempio dalla azienda danese Wave Star: le onde attraversano l’intera lunghezza dell’impianto, sollevando e abbassando dei galleggianti e generando corrente con questo movimento.

Una terza opzione viene offerta dalle centrali installate lungo la costa, ad esempio le camere pneumatiche. Le onde che si infrangono in queste zone fluiscono, attraverso apposite condutture, in una camera. La colonna d’acqua che, all’interno di tale camera, sale e scende comprime l’aria per mezzo di una turbina eolica installata all’estremità superiore, demandata alla produzione di energia elettrica.

La previsione

Momentaneamente molti impianti si trovano ancora ad uno stadio di sviluppo. In questo settore Rexroth è un partner esperto, che per i più diversi convertitori di energia utilizza le soluzioni di adeguamento adatte per il PTO. Ad esempio, nelle centrali per lo sfruttamento delle correnti marine, la tecnologia idraulica Rexroth riduce il numero dei componenti installati sott’acqua ad una robusta pompa, che traina la portata fino al set generatori-motore stazionante sulla superficie del mare. Questo semplifica la manutenzione e riduce i costi d’esercizio. Infatti, sul lungo termine si affermano solo poche tipologie di impianto, quelle che tengono conto del fattore di successo determinante: il prezzo della corrente elettrica. E ciò viene determinato da costi di investimento, durata, efficienza e disponibilità.