Le maree sono l'innalzamento e l'abbassamento periodici dei livelli del mare causati dall'attrazione gravitazionale della Luna. È una forma di risorsa rinnovabile che sfrutta la potenza delle maree oceaniche per generare elettricità. Ma proprio come altre fonti di energia, ha anche alcuni vantaggi e svantaggi. Quindi, scopriamo nel dettaglio i vantaggi e gli svantaggi dell'energia delle maree.
Cos'è l'energia delle maree?
È possibile sfruttare la forza delle maree e trasformarla in tipi di energia utilizzabili, come l'elettricità, attraverso un processo chiamato conversione dell'energia delle maree. L'attrazione gravitazionale della Luna e del Sole sulla Terra fa sì che l'onda salga e scenda a intervalli regolari, creando le maree. Rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile, il metodo di generazione di elettricità da intervalli di marea e acquedotti di marea è estremamente affidabile e prevedibile.
Per sfruttare la differenza di altezza tra deriva alta e bassa, vengono sviluppate tecnologie di escursione di marea. Le turbine di siepi o di lagune generano elettricità man mano che le cascate di deriva aumentano di velocità e il sistema è modellato sui tradizionali incendi a tamburo di marea. Dopo che la neve si scioglie oltre la siepe, l'acqua immagazzinata può essere rilasciata tramite turbine per produrre elettricità.
Similmente a come le turbine eoliche sfruttano l'energia dalle correnti d'aria, i costruttori di chiuse di marea sfruttano l'energia da masse d'acqua in movimento. Tuttavia, il potenziale di una singola turbina di marea per la generazione di energia potrebbe essere inferiore a quello di turbine eoliche di pari valore, poiché l'acqua è 832 volte più densa dell'aria.
Design colorati vengono utilizzati per trasformare l'energia delle maree in elettricità, creando una risorsa rinnovabile nota come energia mareomotrice. Il vento e il sole sono indicatori meno affidabili delle maree. Nonostante la sua natura rinnovabile , l'energia mareomotrice è stata tradizionalmente limitata nel suo potenziale a causa del suo costo relativamente elevato e della scarsità di siti web con escursioni di marea o velocità di flusso sufficientemente elevate. Tuttavia, numerosi recenti sviluppi e progressi tecnologici, sia nella progettazione che nella tecnologia delle turbine, indicano che il potenziale dell'energia mareomotrice potrebbe essere ben più ampio di quanto inizialmente ipotizzato, e che i costi, sia economici che ambientali, potrebbero essere ridotti a livelli competitivi. In quest'epoca, è importante conoscere i vantaggi e gli svantaggi dell'energia mareomotrice.
4 principali vantaggi e svantaggi dell'energia delle maree
1. Risorsa rinnovabile
Essendo una fonte di energia inesauribile, l'energia mareomotrice può essere utilizzata indefinitamente. Pertanto, la quantità di energia che le maree potranno produrre in futuro non diminuirà a causa dell'attuale utilizzo di questa risorsa. Le maree non smetteranno di essere regolate dall'attrazione gravitazionale del sole e della luna a breve.
2. Nessuna emissione di carbonio
Le centrali mareomotrici non solo generano elettricità senza rilasciare gas nocivi nell'atmosfera, ma sono anche considerate fonti di energia rinnovabile. Trovare fonti energetiche a zero emissioni è fondamentale, poiché le emissioni di gas serra contribuiscono in modo significativo al riscaldamento globale.
3. Prevedibile
Le correnti di marea sono caratterizzate da alti livelli di prevedibilità. Poiché le maree alte e basse si verificano a intervalli regolari, è semplice prevedere quando verrà generata energia in un dato momento della giornata. Poiché la forza delle maree e delle correnti può essere prevista correttamente, è anche semplice prevedere quanta energia verrà prodotta dalle turbine.
4. Potenza di uscita abbondante
Con le centrali elettriche mareomotrici è possibile ottenere un'elevata potenza elettrica. La densità dell'acqua, che è circa 800 volte quella dell'aria, è un fattore importante in questo fenomeno. In altre parole, una turbina mareomotrice può generare molta più energia di una turbina eolica di dimensioni equivalenti.
Inoltre, la densità dell'acqua consente di alimentare una turbina anche quando viaggia a velocità modeste. Di conseguenza, le turbine di marea possono generare quantità significative di elettricità anche quando l'acqua non è nelle migliori condizioni.
Di seguito vengono inoltre discussi gli svantaggi dell'energia mareomotrice.
1. Esistono poche posizioni adatte
Per poter installare una centrale mareomotrice in una determinata area, è necessario soddisfare alcuni criteri. Il primo requisito è che le centrali siano situate in prossimità dell'acqua , limitando quindi le località disponibili agli stati che si affacciano sulla costa. Un'eventuale ubicazione alternativa deve soddisfare ulteriori criteri.
Ad esempio, le centrali elettriche mareomotrici devono essere costruite in aree con una differenza di altezza delle maree sufficientemente grande da fornire elettricità sufficiente a far funzionare le turbine. Ciò limita le potenziali ubicazioni per le installazioni delle centrali elettriche, rendendo difficile l'adozione diffusa dell'energia mareomotrice.
2. Costoso rispetto ad altre risorse
L'elevato costo dell'investimento iniziale rappresenta uno dei principali svantaggi dell'energia mareomotrice. Data l'alta densità dell'acqua, le turbine mareomotrici devono essere molto più robuste delle turbine eoliche. Il costo di costruzione di una centrale mareomotrice varia in base alla specifica tecnologia impiegata.
Attualmente, la maggior parte delle centrali elettriche mareomotrici sono costruite utilizzando sbarramenti mareomotrici, che sono di fatto dighe a parete bassa. Poiché è necessario installare una struttura completa in cemento, più turbine, il costo per costruire uno sbarramento mareomotore è molto alto. Tra le tante ragioni della lenta adozione dell'energia mareomotrice c'è l'elevato prezzo ad essa associato.
3. Le conseguenze per l'ambiente
Il fatto che l'energia mareomotrice sia rinnovabile non la rende necessariamente un'opzione ecologica. L'ecosistema locale potrebbe essere gravemente alterato dallo sviluppo di impianti per la produzione di energia mareomotrice. Così come le turbine eoliche creano problemi agli uccelli, le turbine mareomotrici ne creano con la fauna marina . Gli animali marini potrebbero subire gravi lesioni o addirittura morire se si imbattono nelle pale rotanti di una turbina.
I mammiferi marini, come le foche, possono essere gravemente colpiti dal rumore a bassa intensità prodotto dalle turbine mareomotrici sotto la superficie dell'acqua. Gli effetti delle dighe mareomotrici sull'ecosistema sono significativamente più gravi. Non si tratta solo del fatto che hanno lo stesso effetto delle dighe, che causano le stesse problematiche delle turbine stesse. I pesci non sono in grado di migrare oltre le dighe mareomotrici e il terreno viene alterato in modo permanente a causa delle inondazioni che ne derivano.
4. Bisogno di energia
Nonostante l'affidabilità delle previsioni sulla produzione di energia mareomotrice, questa non è in grado di soddisfare contemporaneamente tutto il fabbisogno elettrico di una comunità. Sebbene sia possibile prevedere con grande precisione quando una centrale mareomotrice produrrà elettricità, l' offerta potrebbe non essere sufficiente a soddisfare la domanda . Se, ad esempio, l'alta marea si verifica a mezzogiorno, la produzione di energia mareomotrice raggiungerà il picco in quel momento della giornata. Il consumo energetico è maggiore al mattino e alla sera, mentre è minore a metà giornata.
In altre parole, la centrale mareomotrice genererà tutta questa elettricità, ma nessuno la utilizzerà. Se vogliamo sfruttare al massimo l'energia prodotta dalle maree, dovremo combinarla con un sistema di accumulo a batterie.
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Come funziona l'energia delle maree?
Dopo aver appreso i vantaggi e gli svantaggi dell'energia mareomotrice, vediamo anche come funziona. Le turbine mareomotrici, le dighe mareomotrici e le barriere mareomotrici sono i tre metodi principali con cui è possibile utilizzare l'energia generata dalle maree e dalle correnti in uno specchio d'acqua. Vediamo quindi nel dettaglio come funziona l'energia mareomotrice.
1. Turbina di marea
Analogamente alle turbine eoliche, le turbine mareomotrici convertono l' energia cinetica dell'acqua in movimento in elettricità. Una turbina, azionata dal flusso dell'acqua, fa ruotare un generatore per produrre elettricità. La densità dell'acqua la rende un mezzo più efficiente per la generazione di elettricità rispetto all'aria, pertanto le turbine mareomotrici possono superare le prestazioni dei parchi eolici in termini di produzione di energia elettrica. Tuttavia, le turbine mareomotrici sono più costose da produrre poiché devono essere costruite in modo da resistere all'elevata densità dell'acqua.
Sebbene le turbine mareomotrici siano piuttosto grandi, hanno un impatto minimo sull'ambiente locale. È possibile che, come le turbine eoliche, possano ferire o uccidere la vita marina se le loro pale entrano in collisione con esse, ma questo è meno preoccupante data la velocità relativamente lenta delle pale. Inoltre, il rumore a bassa frequenza che producono può avere un effetto sui mammiferi marini.
2. Barriere di marea
Le dighe di sbarramento presso insenature o estuari soggetti alle maree sono in genere dighe a pareti basse . Delle paratoie vengono utilizzate per creare un bacino idrico su un lato della diga, proprio come nelle dighe idroelettriche convenzionali. La diga è fissata al fondale oceanico e il suo punto più alto si trova a livello dell'acqua o leggermente al di sopra di essa durante l'alta marea. Al di sotto della diga, in un tunnel, si trovano le turbine mareomotrici che generano energia convogliando l'acqua. Le dighe mareomotrici assomigliano, nell'aspetto, alle classiche dighe idroelettriche.
Quando si avvicina l'alta marea, il livello dell'acqua si alza e travolge le turbine. L'acqua poi inverte la direzione e ripassa attraverso le turbine quando la marea si ritira. Un generatore , collegato alle turbine, produce elettricità. Il metodo più efficace per raccogliere l'energia mareomotrice è tramite le dighe mareomotrici, ma queste strutture sono anche le più costose da costruire.
Richiedono la costruzione di una struttura completa in cemento, il che può essere piuttosto costoso. Rispetto alle paratoie o alle turbine anti-maree, l'impatto ambientale degli sbarramenti è molto maggiore. Essendo un muro sottomarino, impediscono ai pesci e ad altre forme di vita marina di muoversi liberamente nell'area, il che ha conseguenze di vasta portata per l'ambiente.
3. Recinzione di marea
Le dighe mareomotrici e le turbine mareomotrici sono entrambe componenti di una barriera mareomotrice. Una barriera mareomotrice è costituita da un gruppo di tornelli verticali disposti in fila , che danno l'impressione di una barriera. A differenza di un'elica, una barriera mareomotrice è più simile a un tornello in rotazione. Quando le correnti di marea spingono le pale del tornello, queste fanno girare un generatore e producono elettricità.
Le pale verticali di una barriera di marea vengono spinte dalla marea. Queste turbine possono essere posizionate in fila come una barriera, ma a differenza delle barriere di marea, non è necessaria una massiccia fondazione in cemento. In genere, vengono posizionate in stretti e altri corsi d'acqua che dividono le masse terrestri. Hanno un effetto trascurabile sull'ecosistema perché sono completamente sott'acqua.
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Quali sono gli utilizzi dell'energia delle maree?
Imparare gli usi dell'energia delle maree è importante quanto imparare i vantaggi e gli svantaggi dell'energia delle maree. L'energia delle maree, come qualsiasi altro tipo di energia, può essere usata in una varietà di contesti. Nell'era moderna, l'energia delle maree è un supplemento adatto per soddisfare la crescente domanda di energia. I pochi usi dell'energia delle maree a cui riesco a pensare sono i seguenti.
1. Utilizzo nei mulini per cereali: I mulini per cereali utilizzano da tempo l'energia delle maree per frantumare i loro carichi di cereali. Questo software è utilizzato da tempo nel settore delle materie prime.
2. Utilizzo per la produzione di elettricità: La produzione di elettricità è un'altra importante applicazione dell'energia mareomotrice. Alcune evidenze suggeriscono che l'energia mareomotrice venga trasmessa anche alle società di distribuzione dell'energia elettrica.
3. Utilizzo per l'immagazzinamento di energia: l'energia viene immagazzinata nelle dighe sfruttando l'energia delle maree. Le dighe sono enormi impianti di accumulo di energia. È anche possibile convertire bacini idrici e sbarramenti mareomotrici esistenti in impianti di accumulo di energia.
4. Utilizzata come sostituto di petrolio e gas: l'energia mareomotrice è una valida alternativa ai combustibili fossili perché è una fonte di energia pulita che non produce emissioni.
5. Utilizzo come riparo dalle forti tempeste per la costa: il miglior utilizzo possibile delle maree si realizza durante la costruzione della diga mareomotrice, che protegge anche le coste dagli effetti negativi delle maree. Dopodiché, vediamo se l'energia mareomotrice è rinnovabile.
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L'energia delle maree è rinnovabile?
Poiché l'energia delle maree proviene dal flusso e riflusso dell'acqua oceanica, la risposta alla domanda se l'energia mareomotrice sia rinnovabile è sì . Il XX secolo ha visto lo sviluppo di tecnologie che sfruttano la potenza delle maree in luoghi con un'ampia escursione di marea (la distanza percorsa dall'oceano con l'alta e la bassa marea). L'energia mareomotrice viene trasformata in elettricità mediante l'impiego di generatori specializzati in tutti i processi sopra menzionati.
Ci sono due cicli di marea giornalieri causati dall'attrazione gravitazionale della luna, rendendo l'energia delle maree la fonte di energia rinnovabile più costante. Le maree forniscono energia 24 ore su 24, tutti i giorni dell'anno. Ancora più importante, il dispositivo può funzionare senza ricorrere ai combustibili fossili. Ecco perché è un'opzione ecologica, perché non produce inquinamento e può essere rifornito indefinitamente.
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Speranza per l'energia delle maree
Al giorno d'oggi, nessuno può negare l'importanza dell'acqua. Quanta energia crea è sconcertante, dai fiumi alle maree oceaniche. Questa fonte di energia rinnovabile ha il potenziale per motivarci a modificare le nostre pratiche attuali.
Fino al 71% della Terra contiene acqua, di cui il 96.5 percento si trova negli oceani. In quanto tale, è innegabilmente una potenziale fonte di energia che dovremmo approfondire. L'energia delle maree diventerà una risorsa meno sfruttata man mano che la tecnologia migliorerà e aumenterà la necessità di preservare l'ambiente. Quando si tratta di energia delle maree, quindi, la domanda deve essere quando piuttosto che se.
L'articolo è stato un tentativo di rispondere a domande come cos'è l'energia delle maree, come funziona l'energia delle maree, usi dell'energia delle maree, se l'energia delle maree è rinnovabile, i vantaggi dell'energia delle maree, gli svantaggi dell'energia delle maree. Spero di aver chiarito tutti i punti.
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