Gli array di marea sono come il fratello più giovane dei mulini a vento: un po 'più piccolo e più lento dei loro fratelli amanti del vento. Ma a differenza dei mulini a vento, operano sotto molti piedi d'acqua, ruotando nel movimento prevedibile delle maree dell'oceano.
Nel corso dell'ultimo decennio, una manciata di aziende ha utilizzato le singole turbine di marea per una rotazione di successo. Ma la prossima ondata di energia delle maree sta per scoppiare. Di recente, la società britannica per l'energia delle maree MeyGen ha svelato i suoi piani per il primo campo al mondo di energia delle maree a più turbine.
La compagnia sta iniziando con un test di quattro turbine che saranno presto impiegate nelle acque agitate del suono interno di Pentland Firth, in Scozia. Se il test andrà a gonfie vele, hanno in programma di dispiegare ben più di cento in più nel prossimo decennio che genererebbe fino a 398 megawatt di elettricità, alimentando circa 175.000 case in Scozia.
Una delle quattro turbine proviene da Atlantis, una società di tecnologia di energia delle maree con sede a Edimburgo, in Scozia, e le altre tre sono state sviluppate da Andritz Hydro Hammerfest, con sede a Glasgow. I dispositivi sono alti circa 85 piedi, all'altezza di una casa a cinque piani, e sfoggiano tre pale che girano con un diametro di quasi 60 piedi. Sebbene più piccole dei mulini a vento, le turbine sono ancora piuttosto pesanti, ciascuna del peso di 65 tonnellate, all'incirca la stessa di sei elefanti africani.
L'array colpirà probabilmente l'acqua questo ottobre, afferma Cameron Smith, direttore dello sviluppo del progetto di Atlantis Resources. Le turbine sono già state spedite al sito e sono state sottoposte a test a terra. "Tutto ciò di cui abbiamo bisogno ora è una finestra di marea appropriata e una finestra meteorologica e installeremo", dice. Gli ingegneri assemblano le basi della turbina a terra, quindi, con una gru, le sollevano da una chiatta e le abbassano sul fondo del mare. Una volta immersi, ciascuno avrà almeno 26 piedi di spazio libero con le maree più basse.
Le turbine sono alte circa 85 piedi. (MeyGen) 
Hanno tre lame che ruotano con un diametro di quasi 60 piedi. (MeyGen) 
Ogni turbina pesa 65 tonnellate. (MeyGen) Le turbine di marea presentano molti vantaggi rispetto ad altre fonti rinnovabili, spiega Andreas Uihlein, responsabile del progetto scientifico presso la Commissione europea. Innanzitutto, le turbine sono immerse sott'acqua, completamente nascoste.
Sebbene alcune persone si godano la bellezza delle fattorie solari o dei mulini a vento, molte le considerano doloranti. Il parco eolico offshore di Block Island, il primo del suo genere negli Stati Uniti, ha incontrato un ampio consenso quando è stato installato questa estate, a causa delle sue piccole dimensioni e promette di sostituire i generatori diesel dell'isola. Ma il disgusto per i parchi eolici era abbondantemente chiaro con il tumulto che circondava il progetto Cape Wind a 130 turbine al largo di Martha's Vineyard. Quindi il posizionamento delle turbine giganti ben al di sotto delle onde di cresta è considerato un vantaggio.
Le turbine di marea generano anche una fornitura prevedibile di energia. A differenza del vento o del solare che si basano sui capricci del tempo, i ricercatori possono effettivamente calcolare l'attrazione delle maree e la quantità di energia che questi sistemi genereranno. Sebbene il potere non sia un approvvigionamento costante, riflusso e che scorre attraverso il giorno, la sua prevedibilità riduce la necessità di immagazzinare grandi riserve di energia.
I sistemi aiuteranno anche con l'occupazione locale. "Esiste il potenziale per generare 5.300 posti di lavoro equivalenti a tempo pieno nei prossimi tre o quattro anni", afferma Smith. "Sono estremamente orgoglioso del fatto che il 43 percento di questa prima fase sia stato prodotto utilizzando la catena di approvvigionamento locale". Molti di questi nuovi posti di lavoro richiedono le stesse competenze dell'industria petrolifera e del gas, il che significa che questa nascente industria offre una nuova casa per il lavoro di talento .
Il suono interno di Pentland Firth e le turbine implementate individualmente hanno subito un ampio monitoraggio, mostrando pochi impatti ambientali. I livelli di rumore per le turbine che si stanno già spegnendo sono ben al di sotto di un livello che potrebbe causare danni, secondo l'analisi dell'impatto ambientale di MeyGen. La più grande preoccupazione sarebbero le collisioni con i mammiferi marini, in particolare il sigillo del porto, le cui popolazioni sono precipitate negli ultimi anni. Tuttavia, non è stata ancora osservata alcuna collisione per le installazioni a turbina singola, secondo un recente rapporto dell'allegato IV, l'ente istituito dalla International Energy Association Ocean Energy Systems per esaminare gli impatti ambientali delle energie rinnovabili marine.
Sembra quasi troppo bello per essere vero.
Questo perché, ovviamente, la storia non finisce qui. “Ci sono sempre compromessi nella generazione di energia. Potresti prendere ognuna di queste affermazioni e metterle accanto un asterisco ”, afferma Brian Polagye, condirettore del Northwest National Marine Renewable Energy Center, una collaborazione tra l'Università di Washington, la Oregon State University e la University of Alaska Fairbanks con l'obiettivo di promuovere la commercializzazione della tecnologia dell'energia marina.
Sebbene i test iniziali non abbiano mostrato alcun impatto ambientale, anche le influenze minori verranno ingrandite man mano che la società aumenta il numero di turbine sul campo. E, come osserva il rapporto dell'allegato IV, la maggior parte della ricerca si è concentrata sulla misurazione della quantità di rumore generata dalle turbine, ma pochi hanno identificato come questo livello di rumore possa effettivamente influenzare il comportamento degli animali marini. Sebbene i livelli di rumore siano bassi, il suono potrebbe comunque interferire con la comunicazione degli animali, la navigazione o il rilevamento delle prede.
C'è anche ancora molto da sapere sulla durata delle turbine. Il loro posizionamento sott'acqua li tiene fuori dalla vista, ma l'ambiente marino corrosivo potrebbe lentamente divorare i dispositivi. Subiscono anche costanti sollecitazioni meccaniche, frenate dalle correnti.
Sebbene molte aziende abbiano schierato singole unità, nessuna è rimasta nell'oceano per molto tempo. Marine Current Turbines ha installato la prima turbina di marea nello Strangford Lough dell'Irlanda del Nord nel 2008. Ora, all'ottavo anno, questo spinner da 1, 2 MW, composto da due turbine separate collegate a una piattaforma centrale, alimenta la rete sin dalla sua installazione.
"La grande sfida per quasi tutte le aziende sarà, come hai intenzione di farlo a un costo che compete con altre fonti di energia?", Afferma Polagye.
Come nuova industria, l'energia delle maree ha avuto la sua giusta quota di battute d'arresto, con diverse aziende, tra cui la Wavebob Ltd. con sede in Irlanda, che ha ceduto dopo aver fallito nel garantire finanziamenti. Ma con design migliorati, MeyGen e altri stanno tornando in vetta. Il loro successo a lungo termine dipende in parte dal sostegno del governo allo sviluppo e all'installazione, spiega Polagye.
Il governo del Regno Unito lavora su ciò che è noto come "meccanismi di attrazione del mercato", spiega Polagye. In questo sistema, il governo paga la differenza tra il costo dell'energia rinnovabile e quello dell'elettricità standard. Questo sistema attira le nuove aziende sul mercato, permettendo loro di competere con i grandi cani di energia. Il governo degli Stati Uniti, tuttavia, utilizza meccanismi di spinta, fornendo sovvenzioni per lo sviluppo, ma poco aiuta a competere con altre fonti energetiche. Affinché questi sistemi possano avere un futuro nel mercato statunitense, afferma Polagye, il governo deve sviluppare meccanismi di attrazione simili per l'energia.
Sebbene le correnti di marea non siano abbastanza forti lungo ogni costa per ospitare uno di questi spinner, ci sono ancora molti punti in tutto il mondo con potenziale. Affinché un sito sia utile, devono avere un qualche tipo di restrizione geografica, come stretti e fiordi. Questo restringimento del percorso del flusso aumenta la velocità del movimento dell'acqua nelle maree in ritirata o in avanzamento, e quindi aumenta l'energia recuperata dal sito.
"Se guardi una mappa del mondo e mostri tutti i siti [potenziali turbina] in scala, sembrerebbero davvero minuscoli - probabilmente avresti problemi a vederli", dice Polagye. "Ma se dovessi aggregarli tutti insieme, probabilmente finiresti con qualche centinaio di gigawatt di energia." E sebbene il mondo probabilmente non funzionerà mai completamente sull'energia delle maree, qualche centinaio di gigawatt non è nulla per cui scuotere il tuo iPhone . Per mettere in prospettiva tale importo, poiché si prevede che 400 MW alimenteranno 175.000 case, un gigawatt potrebbe alimentare circa 500.000 case.
Un rapporto del 2015 del Centro comune di ricerca della Commissione europea suggerisce che entro il 2018 ci saranno circa 40 MW di marea e 26 MW di energia delle onde in fase di installazione. Mentre l'energia delle maree sfrutta le maree, l'energia delle onde sfrutta l'energia delle onde agitate. Ancora nei suoi primi giorni di sviluppo, i ricercatori stanno esplorando diversi modi per farlo: dalle lunghe strutture galleggianti che "cavalcano" le onde alle enormi boe galleggianti. Sebbene l'energia delle onde sia in ritardo rispetto alle maree, secondo il rapporto, ha un potenziale globale di 30 volte quello dell'energia delle maree, a causa dell'elevato numero di siti potenziali per l'impiego in tutto il mondo.
Dove andrà il campo delle turbine di marea nei prossimi due decenni è un po 'un mistero.
"Molto dipende da MeyGen", afferma Polagye. “La turbina deve funzionare bene e non deve uccidere le guarnizioni. Se lo fanno, sono decisamente su una buona traiettoria. "
