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L’energia delle maree è l’energia prodotta dagli spostamenti d’acqua causati dalle maree. L’energia delle maree è una fonte di energia rinnovabile.
Durante il 20 ° secolo, gli ingegneri hanno sviluppato modi per utilizzare il movimento delle maree per generare elettricità in aree in cui c’è un intervallo di marea significativo, la differenza di area tra l’alta marea e la bassa marea. Tutti i metodi utilizzano generatori speciali per convertire l’energia delle maree in elettricità.
La produzione di energia delle maree è ancora agli inizi. La quantità di energia prodotta finora è stata piccola. Ci sono pochissime centrali di marea di dimensioni commerciali che operano nel mondo. Il primo si trovava a La Rance, in Francia. La struttura più grande è la Sihwa Lake Tidal Power Station in Corea del Sud. Gli Stati Uniti non hanno impianti di marea e solo pochi siti dove l’energia delle maree potrebbe essere prodotta a un prezzo ragionevole. Cina, Francia, Inghilterra, Canada e Russia hanno molto più potenziale per utilizzare questo tipo di energia.
Negli Stati Uniti esistono preoccupazioni legali sulla proprietà dei terreni sottomarini e sull’impatto ambientale. Gli investitori non sono entusiasti dell’energia delle maree perché non c’è una forte garanzia che genererà ricchezza o gioverà ai consumatori. Gli ingegneri stanno lavorando per migliorare la tecnologia dei generatori di energia delle maree per aumentare la quantità di energia che producono, per diminuire il loro impatto sull’ambiente e per trovare un modo per guadagnare un profitto per le società energetiche.
Attualmente ci sono tre diversi modi per ottenere l’energia delle maree: correnti di marea, sbarramenti e lagune di marea.
Per la maggior parte dei generatori di energia delle maree, le turbine sono collocate nei flussi di marea. Un flusso di marea è un corpo d’acqua che scorre veloce creato dalle maree. Una turbina è una macchina che prende energia da un flusso di fluido. Quel fluido può essere aria (vento) o liquido (acqua). Poiché l’acqua è molto più densa dell’aria, l’energia delle maree è più potente dell’energia eolica. A differenza del vento, le maree sono prevedibili e stabili. Laddove vengono utilizzati generatori di marea, producono un flusso di elettricità costante e affidabile.
Posizionare le turbine nei flussi di marea è complesso, perché le macchine sono grandi e interrompono la marea che stanno cercando di imbrigliare. L’impatto ambientale potrebbe essere grave, a seconda delle dimensioni della turbina e del sito del flusso di marea. Le turbine sono più efficaci in acque poco profonde. Questo produce più energia e consente alle navi di navigare intorno alle turbine. Anche le pale della turbina di un generatore di marea girano lentamente, il che aiuta la vita marina a evitare di rimanere intrappolata nel sistema.
La prima centrale idroelettrica al mondo è stata costruita nel 2007 a Strangford Lough nell’Irlanda del Nord. Le turbine sono collocate in uno stretto tra l’ingresso di Strangford Lough e il Mare d’Irlanda. La marea può spostarsi a 4 metri al secondo attraverso lo stretto.
Un altro tipo di generatore di marea utilizza una grande diga chiamata sbarramento. Con uno sbarramento, l’acqua può fuoriuscire dalla parte superiore o attraverso le turbine nella diga perché la diga è bassa. Gli sbarramenti possono essere costruiti attraverso fiumi di marea, baie ed estuari.
Le turbine all’interno dello sbarramento sfruttano la potenza delle maree nello stesso modo in cui una diga fluviale sfrutta la potenza di un fiume. Le porte di sbarramento si aprono quando la marea sale. Con l’alta marea, i cancelli di sbarramento si chiudono, creando una piscina o una laguna di marea. L’acqua viene quindi rilasciata attraverso le turbine dello sbarramento, creando energia a una velocità che può essere controllata dagli ingegneri.
L’impatto ambientale di un sistema di sbarramento può essere piuttosto significativo. Il terreno nella gamma di marea è completamente interrotto. Il cambiamento del livello dell’acqua nella laguna di marea potrebbe danneggiare la vita vegetale e animale. La salinità all’interno della laguna di marea si abbassa, il che cambia gli organismi che sono in grado di viverci. Come per le dighe attraverso i fiumi, i pesci vengono bloccati dentro o fuori dalla laguna di marea. Le turbine si muovono rapidamente in sbarramenti e gli animali marini possono essere catturati nelle lame. Con la loro fonte di cibo limitata, gli uccelli potrebbero trovare luoghi diversi in cui migrare.
Uno sbarramento è un generatore di marea molto più costoso di una singola turbina. Sebbene non ci siano costi per il carburante, gli sbarramenti comportano più costruzioni e più macchine. A differenza delle turbine singole, gli sbarramenti richiedono anche una supervisione costante per regolare la potenza erogata.
La centrale a marea all’estuario del fiume Rance in Bretagna, Francia, utilizza uno sbarramento. È stato costruito nel 1966 ed è ancora funzionante. L’impianto utilizza due fonti di energia: l’energia delle maree dal Canale della Manica e l’energia della corrente del fiume dal fiume Rance. Lo sbarramento ha portato a un aumento del livello di limo nell’habitat. Le piante acquatiche native soffocano nel limo e un pesce piatto chiamato passera di mare è ora estinto nella zona. Altri organismi, come le seppie, parenti dei calamari, ora prosperano nell’estuario del Rance. Le seppie preferiscono ecosistemi torbidi e limosi.
Il tipo finale di generatore di energia delle maree prevede la costruzione di lagune di marea. Una laguna di marea è un corpo d’acqua oceanico parzialmente racchiuso da una barriera naturale o artificiale. Le lagune di marea potrebbero anche essere estuari e avere lo svuotamento di acqua dolce in esse.
Un generatore di energia di marea che utilizza le lagune di marea funzionerebbe in modo molto simile a uno sbarramento. A differenza degli sbarramenti, tuttavia, le lagune di marea possono essere costruite lungo la costa naturale. Una centrale elettrica a laguna di marea potrebbe anche generare energia continua. Le turbine funzionano mentre la laguna si riempie e si svuota.
L’impatto ambientale delle lagune di marea è minimo. Le lagune possono essere costruite con materiali naturali come la roccia. Sembrerebbero un frangiflutti basso (muro del mare) con la bassa marea e sarebbero sommersi con l’alta marea. Gli animali potrebbero nuotare intorno alla struttura e gli organismi più piccoli potrebbero nuotare al suo interno. I grandi predatori come gli squali non sarebbero in grado di penetrare nella laguna, quindi i pesci più piccoli probabilmente prospererebbero. Probabilmente gli uccelli si sarebbero radunati nell’area.
Ma è probabile che la produzione di energia dai generatori che utilizzano le lagune di marea sia bassa. Non ci sono ancora esempi funzionanti. La Cina sta costruendo una centrale elettrica a laguna di marea sul fiume Yalu, vicino al confine con la Corea del Nord. Una società privata sta inoltre progettando una piccola centrale elettrica a laguna di marea nella baia di Swansea, in Galles.