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Oltre le onde: perché le colonne d'acqua oscillanti (OWC) potrebbero rivoluzionare l'energia del futuro.
Con l'aumento della domanda globale di energia rinnovabile, la tecnologia della colonna d'acqua oscillante (OWC) sta gradualmente mostrando il suo potenziale come nuovo tipo di dispositivo di conversione dell'energia delle onde. Il dispositivo genera energia sfruttando le vibrazioni dell'acqua marina al suo interno, causate dalle onde dell'oceano. Poiché l'OWC ha un impatto ambientale relativamente ridotto rispetto ad altri sistemi energetici, sempre più aziende stanno sviluppando modelli OWC più efficienti.
Il dispositivo a colonna d'acqua oscillante è costituito da una camera semisommersa o struttura cava con un'apertura sul fondo collegata all'oceano. Una sacca d'aria è trattenuta sopra la camera. Mentre le onde spingono, la colonna d'acqua si muove su e giù come un pistone , forzando l'aria nella camera. Flusso interno ed esterno.
Questo movimento continuo fa sì che l'aria fluisca in un flusso bidirezionale ad alta velocità, che viene convertito in energia tramite un sistema di conversione di potenza (PTO). Vale la pena notare che il sistema PTO di OWC può generare elettricità in modo continuo durante il movimento bidirezionale del flusso d'aria. Questa caratteristica conferisce a OWC una notevole stabilità nella generazione di energia.
Progettazione
Componenti di base OWC
Sistema di trasferimento di potenza (PTO)
Il sistema PTO è il secondo componente principale di una macchina OWC. La sua funzione principale è quella di convertire l'energia pneumatica nella forma energetica desiderata (ad esempio suono o elettricità). La progettazione del sistema PTO è fondamentale per l'efficienza della colonna d'acqua oscillante e deve essere in grado di convertire in energia sia il flusso d'aria all'interno che all'esterno della camera.
Turbina di Wells
La turbina Wells è stata progettata alla fine degli anni '70 dal professor Alan Arthur Wells della Queen's University di Belfast. È una turbina bidirezionale che utilizza un profilo alare simmetrico. La turbina è progettata per non entrare in contatto diretto con l'oceano, ma la sua efficienza diminuisce a velocità dell'aria elevate perché l'elevato angolo di attacco del profilo alare aumenta la resistenza.
Turbina Hanna
La turbina Hanna è stata inventata nel 2009 dall'attivista ambientalista John Clark Hanna come miglioramento del progetto della turbina Wells. La turbina Hanna utilizza due profili alari asimmetrici consecutivi. Questo design non solo riduce la resistenza, ma aumenta anche il coefficiente di portanza, rendendo la turbina meno incline allo stallo e migliorando la coppia.
Storia
Le prime applicazioni della tecnologia della colonna d'acqua oscillante risalgono alle boe generatrici di suono, che sfruttavano la pressione dell'aria generata in una camera per azionare un sistema PTO e produrre così il suono. Nel 1885 la rivista Scientific American riferì dell'esistenza di 34 boe di sondaggio di questo tipo in funzione lungo le coste degli Stati Uniti.
Nel 1947, il comandante della marina giapponese Yoshio Masuda progettò una boa di navigazione OWC in grado di generare elettricità, segnando la transizione della tecnologia OWC alla generazione di energia elettrica.
Grande progetto di centrale elettrica OWC
LIMPET, Isola di Islay, Scozia
L'impianto è stato inaugurato nel 2001 ed è dotato di una turbina Wells dal diametro di 2,6 metri, in grado di generare 500 kW di elettricità.
Mutriku, Paesi Baschi
L'impianto è stato inaugurato nel 2011 ed è dotato di 16 turbine Wells, in grado di generare circa 300 kW di elettricità in condizioni ottimali.
Boa di energia oceanica
Il progetto è sviluppato da OceanEnergy e si prevede che la boa a grandezza naturale avrà una potenza di circa 500 MW.
MARMOK-A-5
La boa OWC, sviluppata da Oceantec e IDOM, è stata testata sulla piattaforma energetica del mare di Biscaglia nei Paesi Baschi.
Impatto ambientale
L'impatto ambientale della tecnologia della colonna d'acqua oscillante è relativamente limitato perché non ha parti mobili immerse nell'acqua, riducendo così il rischio per la vita marina. Tuttavia, l'inquinamento acustico che potrebbero causare è attualmente una delle principali preoccupazioni.
Alcuni esperti suggeriscono che questi impatti negativi potrebbero essere ridotti posizionando i dispositivi OWC più lontano dalla costa, il che potrebbe anche consentire loro di funzionare meglio.
La tecnologia della colonna d'acqua oscillante sembra aver dimostrato di poter diventare una soluzione importante per l'energia del futuro, ma resta da dimostrare se potrà davvero essere ampiamente utilizzata in futuro?
