Sfruttamento dell energia da onde di mare

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1 Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici SEMINARI DI INGEGNERIA COSTIERA, PORTUALE E OFFSHORE CICLO : ENERGIA E MARE, 28 novembre 2008 Sfruttamento dell energia da onde di mare prof. ing. Felice Arena Professore Ordinario di Costruzioni Marittime Facoltà di Ingegneria Università Mediterranea di Reggio Calabria

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3 Salter duck presentato su Nature da Salter (1974).

4 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): a) shoreline (on shore):

5 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): b) Nearshore:

6 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): c) Offshore

7 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): 1) dispositivi di assorbimento puntuale

8 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): 2) Dispositivi overtopping,

9 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): 3) Dispositivi surging

10 Classificazione dei WECs (Wave Energy Converters): 4) Dispositivi OWCs (Oscillating Water Columns) sono costituiti da una camera pneumatica con una grossa apertura verticale sulla parete verticale lato mare. Le onde entrano attraverso questa apertura causando l oscillazione della colonna d acqua chiusa nella parte interna del dispositivo.

11 OWC (Oscillating Water Column)

12 OSCILLATING WATER COLUMNS (OWC) Luogo di installazione Tipologia Potenza stimata Periodo operativo Sanze (Giappone) Coastal OWC 40 kw Niigata (Giappone) Breakwater OWC 40 kw Sakata (Giappone) Breakwater OWC 130 kw Dal 1989 Toftestallen (Norvegia) Shoreline OWC 500 kw Kujukuri (Giappone) OWC con camera a pressione 30 kw Islay (Scozia) Shoreline OWC 75 kw Dawanshan (Cina) Shoreline OWC 3kW Dal 1990 Shanwei, Guandong (Cina) Shoreline OWC 100 kw Dal 2001? Islay (Scozia) Shoreline OWC 500 kw Dal 2000 Pico, Azzorre (Portogallo) Shoreline OWC 400kW Dal 1998 Port Kembla (Australia) Nearshore OWC kW Dal 2006 Vizhinjam, Trivandrum (India) Breakwater MOWC 150kW Dal 1991 Fukushima (Giappone) Breakwater OWC 120kW

13 Università Mediterranea di Reggio Calabria OSCILLATING WATER COLUMNS (OWC) ξ A

14 Università Mediterranea di Reggio Calabria REWEC 3.3 (RESONANT WAVE ENERGY CONVERTER) (U OWC) ξ A B

15 REWEC B B SECT A-A A A 21 SECT B-B

16 Il primo esperimento su un modello in scala ridotta del REWEC1 (dicembre 2001) compressore polmone d'aria x wave direction x l ξ c

17 B B Ø0.15 R SECT A-A A A SECT B-B 2.1

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19 [N/m ] Q [m /s] 0 p [N /m ] p

20 [m /s] Q [N/m ] p

21 Caratteristiche generali dei REWEC1 Riduzione dell intensità delle onde che si abbattono sulla costa Protezione costiera a basso impatto ambientale (tirante d acqua di alcuni metri) Possibilità di regolazione della massa d aria mediante controllo da terra

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23 REWEC 3 II 1 5 φ1.5 8 F 1 φ III III larghezza media condotto: Sez. I II

24 REWEC 3: energia elettrica prodotta, in media, in un anno da una diga di 1km di lunghezza (Boccotti, 2004): Gioia Tauro: 3600MWh/km La Spezia: 5700MWh/km Ponza: 5700MWh/km Mazara del Vallo: 7000MWh/km California: 66000MWh/km

25 REWEC 3 i) Riduzione effetto riflessione con onde di vento ii) Grande amplificazione onde lunghe (swell) iii)camera d aria con pressione media uguale p atmosferica iv)incremento di costi rispetto ai cassoni tradizionali limitato

26 Un esperimento in mare su un modello in scala ridotta di un REWEC 3 (maggio 2005) 3 Saracinesche / turbine Mare Blocchi zavorra in calcestruzzo Terra massi guardiani

27 Un esperimento in mare su un modello in scala ridotta di un REWEC 3 (maggio 2005)

28 Un esperimento in mare su un modello in scala ridotta di un REWEC 3 (maggio 2005)

29 Un esperimento in mare su un modello in scala ridotta di un REWEC 3 (maggio 2005)

30 Un esperimento in mare su un modello in scala ridotta di un REWEC 3 (maggio 2005)

31 Un esperimento in mare..

32 (Boccotti et al. 2007)

33 (Boccotti, 2007b) OWC tradizionale U-OWC

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35 Il primo prototipo nel Mediterraneo

36 Il primo prototipo nel Mediterraneo

37 Il primo prototipo nel Mediterraneo

38 Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici SEMINARI DI INGEGNERIA COSTIERA, PORTUALE E OFFSHORE CICLO : ENERGIA E MARE, 28 novembre 2008 Sfruttamento dell energia da onde di mare Grazie per l attenzione prof. ing. Felice Arena Professore Ordinario di Costruzioni Marittime Facoltà di Ingegneria Università Mediterranea di Reggio Calabria