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L'oceano racchiude grandi quantità di energia. I surfisti testimoniano la potenza delle onde, e i marinai più temprati rispettano l'immensa forza delle correnti e delle maree. Gran parte di questa energia proviene, tutto sommato, dai corpi celesti, il sole e la luna. I raggi del sole riscaldano l'occeano e danno origine ai venti che sollevano le onde. L'attrazione della luna interagisce con quella della terra producendo cicli di maree regolari e prevedibili. L'attrazione gravitazionale del sole ha un piccolo effetto sulle maree, ma l'azione combinata dei due corpi celesti può portare a maree davvero grosse.
E' ovvio per tutti che, se gli oceani ricevono luce solare per quindici ore al giorno, essi vengono riscaldati da questo processo. In un certo senso, questo calore è realmente energia solare. L'oceano è un eccellente trappola per questa energia. Uno tra i vantaggi principali è che l'oceano si raffredda lentamente e quindi l'energia può essere estratta anche durante la notte. Questo non è ovviamente possibile con le tecnologie solari tradizionali. Per funzionare in modo efficiente, la conversione di energia da un fluido (acqua, nel nostro caso) richiede una risorsa di acqua calda e fredda. Nelle regioni tropicali e subtropicali c'è una grande differenza di temperatura tra la superficie dell'oceano e le acque più profonde. Questo rende queste regioni molto interessanti per la collocazione di attività di estrazione di energia termica dall'oceano.
Come si converte questa energia?
Fondamentalmente, vengono pompate nell'impianto l'acqua calda proveniente dalla superficie dell'oceano e l'acqua fredda dalle profondità oceaniche. Questa sorgente di acqua calda e fredda aziona una macchina termica (una macchina cioè che è azionata dal flusso di energia da un corpo caldo a uno freddo). Il diagramma qui sotto spiega, in linee generali, cosa accade:
Schema di funzionamento di un impianto oceanico ad energia termica
Ci sono due modi di ottenere il funzionamento dell'impianto, in un ciclo aperto o in un ciclo chiuso.
Ciclo aperto
Questo ciclo è molto simile a quello usato per l'acqua calda in un impianto di energia geotermica. L'acqua calda è inviata a un flashboiler (una caldaia) che produce vapore acqueo. Il vapore aziona una turbina che fa girare un generatore. La cosa interessante è che quando l'acqua bolle nella caldaia lascia sul fondo il sale. Quando il vapore si è condensato (dopo essere stato raffreddato per mezzo dell'acqua fredda), otteniamo così acqua dolce. Questo significa che, come sottoprodotti di questo processo, abbiamo sale e acqua dolce.
Ciclo chiuso
In termini reali questo significa che un impianto oceanico ad energia termica funziona in modo simile a un impianto geotermico che usi acqua sporca. Qui l'acqua calda è utilizzata per far evaporare una sostanza che bolle facilmente (ad esempio l'ammoniaca). Il gas prodotto aziona una turbina che a sua volta fa muovere un generatore. L'acqua fredda è utilizzata per raffreddare l'ammoniaca finché ritorni liquida (cioè condensi). Questo restituisce ammoniaca alla fase iniziale del ciclo e spinge il vapore attraverso la turbina (quando l'ammoniaca condensa si crea un vuoto) rendendo il ciclo più efficiente.
Qual è il futuro?
L'oceano assorbe un quarto dell'energia solare che raggiunge la Terra. Questo rappresenta una risorsa energetica molto superiore all'attuale domanda. Ci sono tuttavia alcuni problemi:
La bassa temperatura della risorsa fa sì che l'efficienza del ciclo sia molto bassa (intorno al 3%).
La quantità di acqua richiesta è enorme, dell'ordine di 500 tonnellate di acqua calda e fredda per una centrale da 100 megawatt.
Gli impianti sono quindi molto grossi
Questo li rende molto costosi
L'effetto sull'ambiente del flusso di simili masse d'acqua non è noto.
Questo significa che questi impianti vanno utilizzati solo quando il ricorso ad altre fonti di energia è impraticabile o quando sono richiesti i sottoprodotti.
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6 replies since 27/2/2008, 15:31 3143 views
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