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Protezione ambientale e rumore: in che modo la colonna d'acqua oscillante bilancia energia verde e tutela ambientale?
Con l'aumento della domanda globale di energia rinnovabile, la tecnologia della colonna d'acqua oscillante (OWC) ha gradualmente attirato l'attenzione. Questo convertitore di energia delle onde cattura l'energia attraverso il moto ondoso dell'acqua dell'oceano e ha un impatto ridotto sull'ambiente. Secondo le ultime ricerche, l'OWC fornisce una soluzione energetica verde efficace, ma comporta anche sfide ambientali come l'inquinamento acustico, che ci obbligano a riflettere su come trovare un equilibrio tra tutela ambientale ed esigenze energetiche.
Il dispositivo a colonna d'acqua oscillante è una camera di stoccaggio dell'acqua semi-sommersa nell'acqua di mare. Quando le onde agiscono sulla colonna d'acqua, l'aria sopra di essa viene compressa, il che a sua volta guida il flusso d'aria e lo converte in energia attraverso il sistema di presa di forza (PTO).
Progettazione della colonna d'acqua oscillante
Componenti di base
Sistema di presa di forza (PTO)
Il sistema PTO è uno dei componenti principali delle apparecchiature OWC ed è responsabile della conversione dell'energia pneumatica nella forma di energia desiderata (ad esempio elettricità o suono). La progettazione del sistema PTO è fondamentale per l'efficienza dell'OWC.
Turbina di Wells
Progettata alla fine degli anni '70 dal professor Aaron Arthur Wells della Queen's University nell'Irlanda del Nord, la turbina Wells è caratterizzata da un'ala aerodinamica simmetrica che ruota nella stessa direzione indipendentemente dalla direzione del flusso d'aria. Questa progettazione semplifica la manutenzione, ma è meno efficiente alle alte velocità, perché l'elevato angolo di attacco dell'ala aerodinamica aumenta la resistenza aerodinamica.
Turbina Hanna
La turbina Hanna è stata inventata nel 2009 dall'attivista ambientalista John Clark Hanna. Questo progetto rappresenta un miglioramento rispetto alla turbina Wells, con proprietà anti-grippaggio e una coppia più costante. Il design della turbina Hanna consente al generatore di funzionare in un ambiente relativamente asciutto, semplificando così la manutenzione.
Storia
I primi utilizzi dei getti d'acqua oscillanti risalgono alle imbarcazioni di pattuglia, che sfruttavano la pressione dell'aria per generare suoni anziché l'elettricità. Nel 1885, la rivista Scientific American riportò la presenza di 34 motovedette in servizio lungo le coste degli Stati Uniti. Nel 1947, il comandante della marina giapponese Yoshio Masuda progettò la prima boa di navigazione che utilizzava l'OWC per generare elettricità, dimostrando il potenziale della tecnologia OWC per la produzione di energia.
I principali progetti di centrali elettriche OWC
LIMPET, Isola di Issay, Scozia
La centrale elettrica LIMPET, inaugurata nel 2001, utilizza una turbina Wells dal diametro di 2,6 metri e può generare 500 kilowatt di elettricità al giorno.
Mutriku, Paesi Baschi
La centrale elettrica di Mutriku, inaugurata nel 2011, è dotata di 16 turbine Wells e può generare circa 300 kilowatt di elettricità, sufficienti attualmente a fornire elettricità a 250 abitazioni.
Boe di energia oceanica (OE)
La boa OE in fase di sviluppo è progettata per l'installazione in acque profonde. Dopo tre mesi di test, si prevede che la boa produrrà circa 500 megawatt di elettricità.
MARMOK-A-5
MARMOK-A-5 è un OWC galleggiante che è stato testato su una piattaforma energetica offshore nei Paesi Baschi, in Spagna.
Impatto ambientale
Dato che il dispositivo che fa oscillare la colonna d'acqua non ha parti mobili immerse nell'acqua, rappresenta una minaccia relativamente piccola per la vita marina. In alcuni casi, l'OWC potrebbe addirittura avere un impatto positivo sull'ecologia marina e formare barriere coralline artificiali. Tuttavia, il rumore del traffico e il suo impatto sul paesaggio marino sono problemi che non possono essere ignorati: aumentare la densità delle attrezzature in mare potrebbe essere una soluzione.
Quali compromessi e sfide incontreremo nella ricerca delle energie rinnovabili?
