Differenza tra energia delle maree e delle onde

introduzione

Le maree e le onde sono due eventi naturali che si verificano sull'acqua e mentre sono simili in quanto sono collegati ai corpi idrici, la loro capacità di generare energia differisce in una serie di aspetti in termini di generazione, potenza e affidabilità [1]. Mentre il mondo inizia ad allontanarsi dalla dipendenza da fonti energetiche non rinnovabili, si cominciano a esplorare nuovi e innovativi modi per generare energia che avranno un effetto minimo sugli ambienti e le comunità circostanti. Le boe e le turbine speciali vengono comunemente utilizzate per acquisire la loro potenza e convertirle in elettricità pulita, ma come la maggior parte delle tecnologie emergenti, sono costose da progettare e sviluppare. Nonostante sia l'energia delle maree che quella delle onde proveniente dall'oceano, c'è ancora una grande differenza tra loro.

Cos'è l'energia delle maree?

Le maree sono definite come l'ascesa e la caduta del livello del mare causate dall'attrazione gravitazionale della luna e del sole sulla Terra. Non si limitano solo agli oceani, ma possono anche verificarsi in altri sistemi ogni volta che esiste un campo gravitazionale. Inoltre, mentre la maggior parte della Terra è influenzata dalla forza gravitazionale del sole, questo non è altrettanto facilmente visibile sull'acqua. La luna stessa ha un effetto più prominente sulle maree, poiché è molto più vicina alla Terra rispetto al sole. Le linee costiere subiscono una marea giornaliera diurna o semi-diurna consistente rispettivamente in una o due maree alte e basse. Queste maree sono influenzate da una serie di fattori come l'allineamento di sole e lune, la forma della linea di costa e i cambiamenti nella profondità dell'acqua.

Cos'è l'energia delle onde?

L'energia delle onde, nota anche come energia oceanica, è definita come energia sfruttata dalle onde oceaniche. Mentre il vento soffia sulla superficie dell'oceano, crea onde e quindi possono anche essere indicate come energia che si muove attraverso la superficie dell'acqua. Le onde create a causa del vento sono solitamente chiamate onde del vento e si verificano più efficacemente sulle superfici d'acqua poiché non ci sono masse terrestri che resistono alla forza del vento [2]. Queste onde, anche se comunemente osservate sulla superficie dell'oceano, si trovano anche liberamente su laghi, fiumi e canali e possono essere definite come onde capillari, increspature, mare o mare. Non ci sono due onde uguali per ogni onda che differisce in altezza e distanza tra le creste e le depressioni.

Come si formano le maree?

Mentre la luna ruota attorno alla terra, esercita un'attrazione gravitazionale creando una marea che si muove attraverso la terra. Mentre la luna gira intorno alla terra, anche la terra si muove in un leggero cerchio e questa inerzia causa una marea sul lato opposto della terra. Questo è noto come le due alte maree tra le quali si verificheranno le basse maree [3]

Come si formano le onde?

I modelli mutevoli della velocità, della durata e della distanza con cui soffia il vento influenzeranno la forma delle onde formate. Inoltre, la forma e la dimensione delle rispettive onde formate dipenderanno anche dal sistema che ne risulta e possono facilmente aiutare a restringere le origini delle onde. Ad esempio, le onde alte e ripide che salgono e scendono rapidamente sono di nuova formazione e spesso il risultato di sistemi meteorologici vicini come tempeste locali, mentre onde lunghe e stazionarie di solito sono formate da condizioni meteorologiche estreme che si verificano molto più lontano, a volte da tempeste che potrebbero essere anche in un altro emisfero.

Sfruttare l'energia delle onde

Questa energia dalle onde può essere sfruttata e utilizzata per una serie di attività utili come la generazione di elettricità, la desalinizzazione e il pompaggio di acqua nei bacini idrici. Spesso indicata come potenza d'onda, più forti sono le onde, maggiore è la capacità di produrre energia. Il ruvido moto verticale delle onde oceaniche contiene una grande quantità di energia cinetica che viene catturata dalle tecnologie di energia delle onde. L'energia delle onde viene solitamente sfruttata utilizzando due tipi di sistemi, ovvero i sistemi off shore e on shore. I sistemi offshore operano in acque profonde e utilizzano pompe o tubi per raccogliere energia tramite turbine rotanti. I sistemi onshore invece sono costruiti lungo le coste e raccolgono energia dalle onde che si infrangono. Uno dei vantaggi dell'energia delle onde è che è sostenibile e sostenibile in quanto le onde si riverseranno sempre a riva a seconda delle condizioni meteorologiche e molto probabilmente non si fermeranno per un lungo periodo di tempo. Inoltre, poiché queste tecnologie comunemente utilizzate non sono facilmente visibili dalle comunità vicine, l'effetto sul valore estetico è basso, il che rende loro una tecnologia più facilmente accettabile da utilizzare. Mentre è una fonte di energia rinnovabile, è difficile convertire questa energia in elettricità in modo efficiente. Anche le attrezzature si sono rivelate difficili da sviluppare e progettare in modo tale da resistere ai danni causati da tempeste e azioni corrosive provenienti dall'acqua salata circostante. Tuttavia, mentre molte di queste tecnologie sono economicamente vantaggiose, non è così economica rispetto ad altri sistemi di generazione di energia.

Tecnologie energetiche a onda

Ad oggi, ci sono tre principali tipi di tecnologie energetiche a onda. Il primo utilizza galleggianti o boe per generare elettricità da onde oceaniche che guidano le pompe idrauliche. Il secondo tipo utilizza una colonna d'acqua oscillante per generare elettricità dall'aumento e dalla caduta di acqua all'interno di un albero cilindrico. Questo di solito è fatto a riva. L'acqua fa uscire l'aria dall'albero che a sua volta alimenta una turbina ad aria compressa. Il terzo tipo utilizza un canale conico con si trova o su o in mare aperto. Questa tecnologia concentra le onde e le guida in un serbatoio elevato dove viene generata energia utilizzando una turbina [5].

Sfruttare l'energia delle maree

Mentre tutte le aree costiere subiscono alte e basse maree, questa energia può essere sfruttata e utilizzata per la produzione di elettricità solo se la differenza tra le alte e basse maree è abbastanza grande. I principali tipi di energia delle maree includono 1) l'energia cinetica ottenuta dalle correnti delle maree mutevoli e 2) l'energia potenziale ottenuta dal cambiamento dell'altezza tra l'alta e la bassa marea. Uno dei vantaggi dell'utilizzo delle maree come fonte di energia è che è più affidabile poiché si basa sull'attrazione gravitazionale della luna e può quindi essere previsto. Detto questo, mentre può essere previsto, uno degli svantaggi è che questa fonte genererà energia solo per 6 - 12 ore alla volta, riducendo così la disponibilità prolungata [4]. Questa produzione di energia intermittente crea una fonte di energia meno affidabile. Sfruttare questa energia può disturbare le rotte migratorie naturali per gli animali marini e i percorsi regolari di navigazione. Le turbine utilizzate per la generazione di energia possono uccidere una grande quantità di pesce nell'area. Detto questo, la capacità di utilizzare l'energia delle maree come fonte di energia elettrica può successivamente diminuire la dipendenza dalle fonti di generazione di carbone che a loro volta ridurranno la quantità di CO₂ emissioni.

Tecnologie dell'energia mareomotrice

Le tecnologie comunemente usate per la generazione di energia mareomidale includono dighe o dighe che contengono una chiusa sul corpo idrico. Oltre la chiusa ci sono le turbine idrauliche. Quando la marea cambia, i livelli d'acqua irregolari passano oltre la chiusa e alimentano la turbina [5]. Nel corso del tempo, tuttavia, sono stati notati una grande quantità di effetti a valle sia sul litorale che sugli ecosistemi marini circostanti, con lo sviluppo di una serie di modelli più recenti e più rispettosi dell'ambiente. Questi includono lagune di marea, recinti di marea e turbine di marea subacquee.

Differenza tra l'energia delle maree e l'energia delle onde

Abbiamo già definito che le maree e le onde si formano in condizioni completamente diverse. Le maree sono l'ascesa e la caduta dell'oceano causate dall'attrazione gravitazionale della luna e del sole sulla terra mentre le onde sono l'energia eolica che si muove attraverso la superficie dell'oceano rendendo così le onde molto più facili da misurare rispetto alle maree. Le maree sono meno evidenti rispetto alle onde e possono essere viste più spesso sulle coste che influenzano la quantità di acqua e sabbia visibili. Le onde d'altra parte possono essere viste sulla superficie dell'oceano che sorge e scende. Mentre l'energia delle maree fluttua giornalmente e il potere delle onde può essere una fonte di energia più sostenuta, non è ampiamente utilizzato poiché esiste un numero limitato di siti di test a livello globale [4].

Riepilogo delle differenze

Energia delle maree	Wave Energy
Sfruttato dall'ascesa e dalla caduta dei livelli del mare	Sfruttato dalle onde che si muovono lungo la superficie dell'oceano
Causato dall'attrazione gravitazionale della luna e del sole sulla Terra	Causato dal vento
L'intensità è influenzata dalla posizione e dalla posizione della Terra	L'intensità è influenzata dalla forza del vento
	Spesso indicato come potenza d'onda
I tipi di energia delle maree includono l'energia cinetica e potenziale	I tipi di energia delle onde includono l'energia cinetica
Imbrigliato usando dighe, dighe, recinzioni di marea e turbine di marea	Imbrigliato usando sistemi offshore e onshore
Più affidabile poiché si basa sulla forza gravitazionale della luna e del sole	Meno affidabile poiché si basa sull'effetto della forza del vento sulla superficie dell'acqua
Fonte di energia discontinua che viene generata per circa 6 - 12 ore alla volta	Fonte di energia continua
Può disturbare le rotte migratorie degli uccelli e le vie di navigazione e provocare una grande quantità di pesci uccisi	Gli effetti sugli ambienti circostanti, sugli ecosistemi e sulle comunità sono bassi
Elevati costi di costruzione ma bassi costi di manutenzione	Costi di start-up estremamente elevati per progettare e sviluppare la tecnologia richiesta