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Energia da correnti marine con la turbina kobold L
e correnti marine rappresentano una forma pulita e rinnovabile, pertanto inesauribile, di energia che ancora non è stata sfruttata in maniera estensiva. Questa fonte di energia ha delle enormi similitudini con la ben più nota energia eolica, le leggi fisiche di base sono comuni, sebbene la grossa differenza tra le due sta nel fluido che, nel caso dell’energia da correnti marine è l’acqua di mare che presenta una densità media ρ = 1025 kg/m3, di oltre 800 volte superiore a quella dell’aria. Tutto ciò comporta delle grosse implicazioni che si possono desumere dall’analisi dell’equazione della potenza contenuta da una vena fluida: P =1/2 ρ S V3 in cui S è l’area della sezione della vena fluida e V è la velocità della corrente della vena fluida che, è bene notare, compare elevata alla terza potenza. Se analizziamo questa relazione dal punto di vista della velocità della corrente, il fatto che essa compaia elevata al cubo significa che a piccole variazioni di velocità corrispondono variazioni molto grandi della potenza estraibile: ad un raddoppio della velocità corrisponde un aumento della potenza disponibile di 8 volte, al triplicare della velocità la potenza aumenta di ben 27 volte. Questa semplice considerazione rende evidente come la scelta del sito e la relativa campagna di misurazioni
18 - giugno 2017
velocimetriche per la necessaria caratterizzazione sia di fondamentale importanza dal punto di vista energetico e quindi anche basilare per le successive valutazioni economiche. Volendo invece paragonare energia eolica ed energia da correnti marine, la differente densità dei fluidi comporta che, a parità di velocità, dalle correnti marine si estrae circa 800 volte l’energia che si può estrarre dal vento oppure, vedendola in modo leggermente differente, da una corrente marina di 8 nodi (circa 4 m/s) si può estrarre, a parità di superficie interessata, la stessa energia che si estrae da un vento di 136 km/h. Questo implica che gli impianti che sfruttano le correnti marine sono sicuramente di dimensioni ben più contenute e presentano un impatto visivo sicuramente molto più basso. A tutto ciò va aggiunto che le correnti marine che normalmente vengono considerate per lo sfruttamento energetico, in genere con velocità minime a partire da circa 1.0÷1.2 m/s, sono in genere correnti di marea che, a differenza di qualsiasi altra fonte di energia rinnovabile presente sul pianeta, sono generate dall’attrazione gravitazionale lunare per cui presentano un altro enorme vantaggio: sono l’unica fonte di energia rinnovabile prevedibile con un’ottima approssimazione. In Italia, grazie all’impegno dell’Armatore Elio Matacena con la sua società Ponte di Archimede S.p.A., è stato
costruito il primo impianto al mondo in scala reale, l’impianto Enermar, per lo sfruttamento delle energie da correnti marine. L’impianto, varato a Messina nel 2001, è stato ancorato a circa 150 m dalla spiaggia di Ganzirri, nello Stretto di Messina, forse l’unico posto del Mediterraneo dove ci sono correnti di una certa rilevanza, che arrivano fino anche ad oltre 6 nodi di velocità. L’impianto Enermar è composto da una piattaforma galleggiante in acciaio di forma tonda e 10 m di diametro con in chiglia una speciale turbina ad asse verticale, la turbina Kobold, appositamente progettata e brevettata dalla Ponte di Archimede. La turbina, dal diametro di 6 m, altezza di 5 m e con 3 pale sagomate secondo uno speciale profilo alare sviluppato appositamente per questa applicazione, è stata il frutto di una fitta campagna di studi che iniziò nel 1995 e si avvalse, in una prima fase di sviluppo, della collaborazione del Dipartimento di Ingegneria Navale e del dipartimento di Progettazione Aeronautica dell’Università degli Studi di Napoli Federico II ed, in un secondo momento, della collaborazione dell’INSEAN, ma anche di studi e collaborazioni con altri prestigiosi Istituti di ricerca, tra cui il Politecnico di Milano. Sia alla Federico II che all’INSEAN si provarono varie configurazioni della turbina Kobold, sia in vasca navale,