Insieme a tutte le altre fonti di energia rinnovabile è molto importante conoscere e tenere presente le potenzialità e l’importanza di un’altra fonte di energia rinnovabile, quella generata dall’oceano. L’energia pulita dell’oceano si presenta sotto forma di: energia termica, dal calore del sole, e energia meccanica, dalle maree e dal moto ondoso.
Gli oceani coprono oltre il 70% della superficie terrestre, rendendoli i più grandi collettori solari del mondo. Il calore del sole riscalda l’acqua di superficie molto più dell’acqua dell’oceano profondo e questa differenza di temperatura crea energia termica. Solo una piccola parte del calore intrappolato nell’oceano potrebbe alimentare il mondo.
Elettricità oceanica
L’energia termica oceanica viene utilizzata per molte applicazioni, inclusa la generazione di elettricità. Esistono tre tipi di sistemi di conversione dell’elettricità: ciclo chiuso, ciclo aperto e ibrido. I sistemi a ciclo chiuso utilizzano l’acqua calda superficiale dell’oceano per vaporizzare un fluido di lavoro, che ha un punto di ebollizione basso, come l’ammoniaca. Il vapore si espande e fa girare una turbina. La turbina quindi attiva un generatore per produrre elettricità. I sistemi a ciclo aperto fanno bollire l’acqua di mare operando a basse pressioni. Questo produce vapore che passa attraverso una turbina / generatore. I sistemi ibridi, invece, combinano sistemi a ciclo chiuso e a ciclo aperto.
L’energia meccanica oceanica è molto diversa dall’energia termica oceanica. Anche se il sole influisce su tutta l’attività oceanica, le maree sono guidate principalmente dall’attrazione gravitazionale della luna e le onde sono guidate principalmente dai venti. Di conseguenza, le maree e le onde sono fonti di energia intermittenti, mentre l’energia termica oceanica è abbastanza costante. Inoltre, a differenza dell’energia termica, la conversione dell’elettricità sia dell’energia delle maree che delle onde coinvolge solitamente dispositivi meccanici.
Uno sbarramento (diga) viene tipicamente utilizzato per convertire l’energia delle maree in elettricità forzando l’acqua attraverso le turbine, attivando un generatore. Per la conversione dell’energia delle onde, ci sono tre sistemi di base: sistemi di canali che indirizzano le onde in serbatoi; sistemi galleggianti che azionano pompe idrauliche; e sistemi di colonne d’acqua oscillanti che utilizzano le onde per comprimere l’aria all’interno di un contenitore. La potenza meccanica creata da questi sistemi attiva direttamente un generatore o si trasferisce a un fluido di lavoro, acqua o aria, che quindi aziona una turbina / generatore.
L’esempio hawaiano
Si tratta dell’ Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) con impianti che pompano grandi quantità di acqua di mare fredda profonda e di acqua di mare superficiale per eseguire un ciclo di alimentazione e produrre elettricità. OTEC è una potenza costante (24 ore su 24, 7 giorni su 7), una fonte di energia pulita, ecosostenibile e in grado di fornire grandi livelli di energia.
Si tratta della prima centrale di conversione dell’energia termica oceanica, a realizzarla la Makai Ocean Engineering.
L’Ocean Energy Research Center (OERC) a Kailua-Kona, Hawaii, USA è una struttura di ricerca unica e critica dedicata alla dimostrazione e al miglioramento della tecnologia per sfruttare l’energia termica dell’oceano. L’obiettivo principale è sui sistemi OTEC, ma presso il Centro sono in corso ricerche per supportare altre tecnologie per l’acqua oceanica profonda, tra cui:
- Aria condizionata ad acqua di mare (SWAC)
- Scambiatori di calore marini per altre applicazioni
- Ricerca sulla corrosione marina.
L’OERC è l’unica struttura di ricerca del suo genere con accesso continuo ad acque di mare basse e profonde. Un turbogeneratore è stato installato per completare la centrale elettrica OTEC di OERC, che fornisce energia OTEC a ciclo chiuso alla rete per la prima volta nella storia degli Stati Uniti a partire dalla fine dell’estate 2015.
