ENERGIA DAL MARE Maree onde correnti, gradiente termico tra superficie e fondali
MAREE -Si sfrutta il dislivello tra alta marea e bassa marea -raggiungono ampiezze superiori ai 10 m; (baia di Fundy) sfiorano i 20 m. -In Italia le maree hanno ampiezza praticamente irrilevante,
foce del fiume Rance
13 metri di dislivello 18.000 metri cubi al secondo Soddisfa il 3% del fabbisogno energetico di tutta la Bretagna
Impianto off shore
Correnti si producono attraverso canali che uniscono regioni di mare a diverso regime (es. stretto di Messina, stretto di Gibilterra). la velocità dell'acqua, variabile con la quota, può raggiungere anche alcuni metri/s.
Le forti correnti marine che attraversano lo Stretto di Messina hanno una potenzialità energetica pari a quella prevista dalla grande centrale idroelettrica in costruzione in Cina sul Fiume Azzurro: circa 15 Gw.
Turbina asse orizzontale
turbina Kobold
Piattaforma Ponte di Archimede sullo stretto di Messina P=40 KW
turbina
gradiente termico
gradiente termico
ENERGIA GEOTERMICA GEOTERMIA geo = terra thermos = calore Energia contenuta sotto forma di calore nell'interno della terra
99% della terra t>1.000 C 0.1% t<100 C
ENERGIA GEOTERMICA gradiente geotermico è in media di 3 C 3 ogni 100 m di profondità In alcune zone è nettamente superiore per la presenza di masse magmatiche fluide o già solidificate ma calde L'energia termica accumulata in queste zone viene resa disponibile da fluidi geotermici (acqua meteorica).
-oltre all'acqua in fase liquida, può essere presente vapore ad elevato contenuto energetico -Se i fluidi caldi rimangono entro il serbatoio si possono avere concentrazioni di energia termica di interesse industriale a fini di produzione di energia.
INDIVIDUAZIONE DEL SERBATOIO -censimento di manifestazioni geotermiche eventualmente presenti: geyser, getti di vapore, fumarole, sorgenti calde. -indagini geologiche, geochimiche, geofisiche -perforazione di pozzetti esplorativi (profondità di ca. 100 m) per misurare il gradiente geotermico
1. -perforazione di pozzi profondi qualche km, che accertino l'effettiva esistenza e la consistenza di fluidi 2. -sviluppo del campo geotermico, con la perforazione di un numero di pozzi sufficiente a portare in superficie quantità di fluido adeguate al suo sfruttamento
RISORSE GEOTERMICHE EUROPEE
MAPPA GEOTERMICA DELL'ITALIA
UTILIZZO DEI BACINI stato fisico del fluido profondità del serbatoio temperatura dei fluidi geotermici
l'utilizzazione principale di tale energia è la generazione di energia elettrica dal vapore naturale, significato economico anche gli usi diretti del calore geotermico nella balneoterapia, nel riscaldamento di edifici, serre o in processi industriali.
CENTRALI GEOTERMOELETTRICHE La tipologia degli impianti varia in funzione del tipo di sistema idrotermale disponibile vapore dominante acqua dominante ad alta temperatura acqua dominante a bassa temperatura
IMPIANTI a vapor secco, a singolo o doppio flash, a ciclo binario impianti ibridi impianti a ciclo combinato
CENTRALI VAPORE DOMINANTE vapore saturo vapore surriscaldato
Se il vapore e' ad alta temperatura (150-250 C), viene convogliato in tubazioni, (vaporodotti) inviato alla turbina, dove la sua energia viene trasformata in energia meccanica di rotazione infine trasformata dall alternatore in corrente alternata
CENTRALI A "VAPORE SECCO" In questo caso si parla di centrali a vapore secco (dry-steam plants), in quanto il fluido geotermico è solamente vapore.
CENTRALE GEOTERMOELETTRICA
CENTRALI ACQUA DOMINANTE quando il fluido estratto rimane nello stato liquido con un certa parte di vapore, il sistema viene denominato ad acqua dominante ad alta temperatura. acqua dominante a bassa temperatura
CENTRALI A "SINGOLO FLASH" L'acqua, la cui temperatura varia da circa 180 a 370 C, arriva in superficie e poiché passa rapidamente dalla pressione del serbatoio a quella dell'atmosfera, si separa (flash) in una parte di vapore, che è mandato in centrale, e una parte di liquido che è reiniettato in serbatoio.
CENTRALE A "SINGOLO FLASH"
CENTRALI A DOPPIO FLASH" Se il fluido geotermico arriva in superficie con temperature particolarmente elevate, allora può essere sottoposto per due volte ad un processo di "flash"
CENTRALI A CICLO BINARIO" Per acqua a temperature moderata (tra i 120 e i 180 C), viene utilizzata la tecnologia del ciclo binario. il fluido geotermico viene utilizzato per vaporizzare, attraverso uno SCAMBIATORE DI CALORE, un secondo liquido (ad esempio isopentano), con temperatura di ebollizione più bassa rispetto all'acqua.
CICLO BINARIO"
CENTRALI A "CICLO COMBINATO" accoppiati un ciclo binario ed uno a singolo flash. dal fluido geotermico iniziale si ottiene, dopo il flash, una parte di vapore (che va in turbina) ed una parte liquida; la parte liquida a sua volta serve per vaporizzare il fluido secondario (es. isopentano) del ciclo binario.
TELERISCALDAMENTO -Il teleriscaldamento è uno dei modi più interessanti per usare direttamente i fluidi geotermici a bassa temperatura (80-100 C). -tali fluidi possono essere usati solo localmente, perché non possono essere trasportati facilmente lontano dalle zone di estrazione
TELERISCALDAMENTO FERRARA --serve 14.000 appartamenti --utilizza acqua calda a 102 C a 4 km dalla città a 1.300 m di profondità --Estraendo 250 m³/h di acqua, si risparmiano circa 12.000 TEP/anno
GEOTERMICO SERRICOLO IN TOSCANA il vapore di scarico di una centrale geotermoelettrica, anziché scaricarsi liberamente in atmosfera, viene fatto condensare. L'acqua calda così prodotta a 90 C viene usata per il riscaldamento di 230.000 m² di serre, il risparmio di combustibili fossili è di 68.000 TEP/anno.
ROCCE CALDE SECCHE" (hot dry rock)
POMPA DI CALORE La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno) che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato di liquido o di vapore.
POMPA DI CALORE fornendo energia con il compressore, al fluido frigorigeno assorbe calore dal mezzo circostante e, tramite il condensatore, lo cede al mezzo da riscaldare.
POMPA DI CALORE
POMPA DI CALORE GEOTERMICA