Quanto ne sai di energia idroelettrica? baaker2009 / CC Dagli tsunami devastanti all'essere trascinati dalla corrente mentre si nuota in spiaggia, abbiamo una familiarità innata con la forza e il potere dell'acqua in movimento. Gli antichi romani usavano mulini ad acqua per trasformare il grano in farina; I minatori gallesi usavano la forza dell'acqua per estrarre metalli preziosi dalla terra già nel I secolo d.C.
Oggi, colossi come la diga di Hoover e la diga di Grand Coulee sono gli esempi più noti di produzione di energia idroelettrica, ma il loro tempo sta per scadere. Una lunga storia di crolli di dighe e distruzione ambientale su larga scala hanno detronizzato le principali dighe come fonte di elettricità generata dall'acqua, e si sta sviluppando un'ampia gamma di nuovi metodi e tecnologie per rendere l'energia idroelettrica l'energia del futuro.
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È meglio l'energia idroelettrica? DCI L'energia idroelettrica è attualmente la più grande fonte di energia rinnovabile nel paese, e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta lavorando per renderlo più efficiente e rispettoso dell'ambiente.
Quattro aree rappresentano il futuro dell'energia idroelettrica:l'energia delle maree, corrente marina, potenza delle onde e potenza osmotica. In una nota candida sulla sua pagina di ricerca, il Dipartimento dell'Energia ammette, "Ogni progetto attuale di marea e mare affronta un problema di efficienza dei costi e il cimitero delle invenzioni è pieno di progetti tecnicamente fattibili ma economicamente destinati alla morte".
Ma questo non significa che non ci stiano provando. Più di due terzi del budget di ricerca del suo Water Power Program è dedicato allo sviluppo di nuove tecnologie; elenca più di 300 progetti in varie fasi che stanno lavorando per trasformare l'energia del movimento dell'acqua in elettricità per alimentare le nostre case, dispositivi, e automobili.
Funzionale ed efficace. DCI A differenza delle dighe convenzionali, che arrestano il flusso dei fiumi e rilasciano gradualmente l'acqua per generare elettricità, le nuove idee nel campo dell'energia idroelettrica si concentrano sul trarre vantaggio dallo spostamento dell'acqua piuttosto che dal suo controllo. L'idea di base è semplice e funziona in modo molto simile all'energia eolica:posizionare le turbine in un'area in cui l'acqua le farà girare e produrre energia.
Mentre l'acqua non si muove velocemente come fa il vento, è più denso e genera più energia per piede quadrato. (L'aspetto negativo di questa potenza è che le turbine sottomarine devono essere costruite per resistere a più forza delle turbine eoliche.) È più affidabile dell'energia eolica e solare; maree, le correnti e le onde oceaniche sono prevedibili e non diminuiscono con la copertura nuvolosa.
In che modo il flusso e il riflusso delle maree producono elettricità? DCI Esistono diversi metodi per generare elettricità dal flusso e riflusso delle maree. Le raffiche di marea sono le più comuni; sono fondamentalmente delle dighe, solitamente costruito all'ingresso di un'insenatura. L'acqua scorre dentro e fuori attraverso le saracinesche, turbine in movimento.
La centrale mareomotrice di Rance in Bretagna, Francia, opera dal 1966, ed è stato superato come il più produttivo del suo genere dalla Sihwa Lake Tidal Power Station della Corea del Sud a metà degli anni '90. Sebbene le paratoie siano progettate per essere una barriera porosa, cambiano ancora i livelli dell'acqua negli estuari e pongono problemi ambientali simili a quelli causati dalle grandi dighe.
recinzioni di marea, con turbine ad asse verticale, sono più economici e meno dannosi degli sbarramenti, ma può essere dannoso per i grandi animali marini. Le turbine a marea funzionano proprio come le turbine eoliche; i singoli pali sono annegati nel fondale.
Quanta energia potrebbe produrre la Corrente del Golfo? DCI In una valutazione dell'energia potenziale che potrebbe essere generata dalle correnti oceaniche, il Dipartimento degli Interni ha osservato che catturare solo lo 0,1 percento dell'energia della Corrente del Golfo potrebbe soddisfare il 35 percento del fabbisogno annuale di elettricità della Florida. Dirlo in un altro modo, ce ne sono 21, 000 volte più energia nella Corrente del Golfo che nelle cascate del Niagara.
La sfida è inserire le turbine nei fondali marini o su piattaforme sottomarine e mantenerle in funzione. Un'idea, da Darris White della Embry-Riddle Aeronautical University in Florida, rinuncia alla fissazione di mantenere le turbine in posizione. White sta lavorando a turbine autonome che agirebbero come banchi di pesci, viaggiando con la corrente e comunicando tra loro tramite sensori.
Possiamo trasformare le onde in elettricità? DCI I surfisti e i bodyboarder sanno quanto può essere potente una grande onda, e anche gli scienziati sono sull'odore. Finora, il Pelamis Wave Converter è la tecnologia più sviluppata per convertire le onde in elettricità. La macchina rossa lunga 600 piedi è composta da sezioni cilindriche collegate tra loro che galleggiano sulla superficie dell'oceano. Le onde fanno flettere e piegare le sezioni, potenza generatrice.
Nel maggio del 2010, Pelamis ha lanciato il dispositivo al largo delle coste della Scozia, e spera di averne altre centinaia nei mari di tutto il mondo nel prossimo decennio. Più recentemente, è stata proposta una tecnologia ancora più impressionante:il designer britannico Phil Pauley sta lavorando su celle solari marine, collegati da una rete, che raccoglierebbe sia l'energia solare che quella delle onde.
Come si inserisce l'osmosi nel futuro dell'energia idroelettrica? DCI maree calanti, le correnti oceaniche e le onde che si infrangono sono tutte abbastanza facili da capire, ma è un po' più complicato vedere come l'osmosi si inserisce nel futuro dell'energia idroelettrica. Quando l'acqua di mare e l'acqua di fiume sono separate da una membrana che solo quest'ultima può attraversare, l'osmosi li unisce naturalmente. L'acqua salmastra risultante scorre con energia cinetica sufficiente per generare elettricità.
Se ti sembra un po' complicato, immagina di provare a farlo accadere davvero. Ma gli ultimi anni hanno visto grandi progressi nella tecnologia, in particolare lo sviluppo di una membrana sufficientemente economica e affidabile per l'uso commerciale. Il lato positivo è quell'ora del giorno, il tempo e la stagione non hanno alcun ruolo nel processo, significa che tutto è più facile da controllare. Il rovescio della medaglia è che i livelli di salinità nei corpi idrici vengono inevitabilmente modificati, rendendo più difficile la sopravvivenza dei pesci e di altre specie marine.
Cosa riserva il futuro? DCI Mentre è impossibile sapere quale di questi metodi darà più frutti di altri e quali tecnologie verranno inventate per sfruttare le nuove fonti di energia idroelettrica (acqua spostata dalle balene? palle di cannone nelle piscine?), è una scommessa sicura dire che in futuro, più della nostra energia proverrà dal 70 per cento del pianeta coperto dall'acqua.
Le considerazioni ambientali devono essere valutate con attenzione, soprattutto considerando che una delle principali motivazioni per lo sviluppo di nuove fonti di energia è quella di svezzarci dai combustibili fossili. Ma la mia scommessa è che tra cinque o dieci anni, pozze di marea, le correnti come la Corrente del Golfo e le onde che si infrangono intorno ai sette mari manterranno le luci accese.
