Nuovo studio mappa il potenziale energetico globale degli oceani / New study maps global ocean energy potential

 Nuovo studio mappa il potenziale energetico globale degli oceani / New study maps global ocean energy potential

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Questa mappa del flusso di energia cinetica mostra la densità di potenza media globale calcolata utilizzando i dati drifter in watt per metro quadrato / This map of kinetic energy flux shows the global average power density calculated using drifter data in watts per square meter  

Un nuovo studio ha utilizzato 30 anni di dati oceanici in tutto il mondo per calcolare le regioni con il potenziale più elevato per generare energia dalle correnti oceaniche. 

Condotta da ingegneri della Florida Atlantic University (FAU), la ricerca ha esaminato il potenziale di cattura dell'energia cinetica dalle correnti oceaniche utilizzando i dati raccolti nell'ambito del Global Drifter Program (GDP) della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Il GDP comprende circa 1.250 boe tracciate da satellite che misurano le correnti oceaniche e le loro posizioni. Prendendo più di 43 milioni di punti dati GDP da marzo 1988 a settembre 2021, il gruppo FAU è stato in grado di stimare la densità di potenza oceanica e la sua variazione nel tempo e nella posizione. 

Densità di potenza elevate di oltre 2.000 watt per metro quadrato sono state trovate al largo della costa sud-orientale degli Stati Uniti dalla Florida alla Carolina del Nord e lungo le coste orientali e sud-orientali dell'Africa (Somalia, Kenya, Tanzania, Sudafrica e Madagascar). Densità di potenza inferiori sono state osservate nel Pacifico orientale (Giappone, Vietnam e Filippine), nel Sud America settentrionale (Brasile e Guyana francese) e sulla costa orientale dell'Australia. Il lavoro è pubblicato sulla rivista Renewable Energy 

"Il nostro studio ha rivelato che circa il 75 percento delle aree totali ad alta densità di potenza, che coprono circa 490.000 chilometri quadrati di oceano, hanno livelli di energia compresi tra 500 e 1.000 watt per metro quadrato", ha affermato il primo autore Mahsan Sadoughipour, PhD, assistente di ricerca laureato presso il College of Engineering and Computer Science della FAU.

"Ciò suggerisce che c'è molto potenziale per raccogliere energia dalle correnti oceaniche, specialmente nelle regioni in cui le densità di potenza sono moderate ma significative per la produzione di energia sostenibile. Il nostro studio fornisce anche approfondimenti sui fattori che possono influenzare l'accuratezza delle stime di generazione di energia, come le condizioni ambientali ed i metodi di misurazione". 

Lo studio ha anche scoperto che aree come il Sudafrica e il Giappone, pur avendo elevate densità di potenza, presentano maggiori sfide a causa delle acque più profonde e dei complessi schemi di flusso. Secondo il gruppo della FAU, le aree in acque profonde superiori a 1.000 metri rendono l'estrazione di energia più impegnativa e dovrebbero essere una considerazione chiave quando si seleziona dove localizzare le risorse energetiche marine.

"La relazione tra profondità e densità di potenza è fondamentale per il posizionamento e la progettazione delle turbine", ha affermato il coautore dello studio, James H VanZwieten Jr, PhD, professore associato presso il Dipartimento di ingegneria oceanica e meccanica della FAU.

"Le forti correnti oceaniche si trovano vicino alla superficie del mare, dove la profondità totale dell'acqua varia in genere da 250 m ad oltre 3.000 m. Ciò presenta sfide significative, poiché le turbine richiederebbero sistemi di ormeggio avanzati per mantenerle stabili e operative. La maggiore profondità solleva anche preoccupazioni sui costi e sulla complessità di installazione e manutenzione, rendendo essenziale lo sviluppo di tecnologie specializzate per questi ambienti difficili".

ENGLISH

A new study has used 30 years of worldwide ocean data to calculate the regions with the highest potential for generating energy from ocean currents.

Conducted by engineers at Florida Atlantic University (FAU), the research examined the potential of capturing kinetic energy from ocean currents using data collected as part of National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA) Global Drifter Program (GDP).

The GDP features about 1,250 satellite-tracked buoys that measure ocean currents and their positions. Taking more than 43 million GDP data points from March 1988 to September 2021, the FAU team was able to estimate ocean power density and its variation over time and location. 

High power densities of over 2,000 watts per square meter were found off the southeast coast of the US from Florida to North Carolina and along the eastern and southeastern coasts of Africa (Somalia, Kenya, Tanzania, South Africa and Madagascar). Lower power densities were seen in the eastern Pacific (Japan, Vietnam and Philippines), northern South America (Brazil and French Guiana), and the eastern coast of Australia. The work is published in the journal Renewable Energy. 

“Our study revealed that about 75 per cent of the total high-power density areas, covering around 490,000 square kilometres of the ocean, have energy levels between 500 and 1,000 watts per square metre,” said first author Mahsan Sadoughipour, PhD, a graduate research assistant at FAU’s College of Engineering and Computer Science.

“This suggests there’s a lot of potential for harvesting energy from ocean currents, especially in regions where power densities are moderate yet significant for sustainable energy production. Our study also provides insights into the factors that can influence the accuracy of energy generation estimates such as environmental conditions and measurement methods.” 

The study also found that areas like South Africa and Japan, while having high power densities, present more challenges due to deeper waters and complex flow patterns. According to the FAU team, deep-water areas in excess of 1,000 metres make energy extraction more challenging and should be a key consideration when selecting where to site marine energy resources.

“The relationship between depth and power density is crucial for turbine placement and design,” said study co-author said James H VanZwieten Jr, PhD, an assistant professor in the FAU Department of Ocean and Mechanical Engineering

“Strong ocean currents are located near the sea surface where the total water depth typically ranges from 250m to more than 3,000m. This presents significant challenges, as turbines would require advanced mooring systems to keep them stable and operational. The increased depth also raises concerns about the cost and complexity of installation and maintenance, making it essential to develop specialised technologies for these challenging environments.”

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/new-study-maps-global-ocean-energy-potential/?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic