Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia ENEA, Roma...
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Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia
ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011
Studi sull’energia rinnovabile dal mare: il contributo del Centro Ricerche Ambiente Marino
S. TeresaLa Spezia
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Settori di ricercaSettori di ricerca
Interazioni tra clima, pressioni antropiche ed ecosistemi marini.
Sviluppo e gestionedi prodotti e servizi Per l’Ambiente Marino(Oceanografia Operativa)
Definizione e realizzazione di sistemi di osservazione
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Infrastrutture - LaboratoriInfrastrutture - Laboratori
Benthos
Chimica organica
Fitoplancton
Ecologia Molecolare
Nutrienti
Idrologia/Oceanografia
Radioattività ambientale Sedimentologia
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Correntometria, moto ondoso, vento offshore: misure dirette e studi sperimentali
Studi di impatto sulle comunità bentoniche
Strumenti GIS per supporto ai processi decisionali (es. l’individuazione di siti idonei)
Competenze per lo sviluppo dell’energia dal mare
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Piattaforme di osservazione meteomarina nel Mar Ligure
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ODAS Italia 1 payload•Meteorology
–Wind speed and direction(+14.4 m)–Solar radiation (+13.7 m)–Infrared radiation (+13.7 m)–Relative humidity (+13.7 m) –Air Temperature (+13.7 m) –Atmospheric pressure(+7.8 m)
•Oceanography–Sea temperature (-0, -6, -12, -20, -28, -36 m)–Salinity (-6, -20, -36 m) –Pressure, Fluorimetre, Torbiidity, DO2(-36 m) – Wave heigth and direction (3 altimeters-10 m)–Acoustic measurements
•Others–Position – roll, pitch–Power from solar panels and wind generator–Batteries, temperature inside the lab
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Lungo il corpo della boa, a circa 10 metri di profondità, sono installati tre altimetri acustici di precisione Tritech PA500 caratterizzati da una frequenza di 500KHz e 6 gradi di beam. I tre altimetri sono rivolti verso la superficie del mare e sono montati su 3 bracci lunghi 2.5m disposti a 120° l’uno dall’altro.
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SAMA-MAMBO
• Meteorologia Temperatura Intensità e direzione del
vento Pressione atmosferica
• OceanografiaProfili f -1.5 m -25 m dt 3h Temperatura Salinità Ossgeno Fluorimetro pH
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SAMA-MAMBO: real-time data
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Correntometria , moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali
Misura ed analisi di lunghe serie temporali
Validazione “in situ” di dati satellitari, risultati di modelli
Caratterizzazione del sito
distribuzione statistica
variabilità temporale
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ADCP data-set
ADCP RDI 300 khz- broadband- upward looking
43° 47.77’ N; 9°02.85’ E13 Settembre 2003 – 24 Maggio 2004 255 ggdz =8 m dt =1h H=0-48 m
43° 47.32' N 9° 02.87’ E22 Settembre 2004 – 15 Febbraio 2006 510 ggdz =8 m dt =30’ H= 30-90 m
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La disponibilità di lunghe serie di misure da postazione fissa permette di caratterizzare il sito in esame in termini di:
Direzione e intensità (ed energia)Valori massimi e mediVariabilità temporale Superamento soglieStruttura verticaleCaratteristiche spettrali
Correntometria , moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali
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13 Sep1 Oct 1 Nov 1 Dec 1 Jan 1 Feb 1 Mar 1 Apr 1 May 1 Jun
50 cm/s
2003 - 2004
16 m
24 m
8 m
32 m
48 m
40 m
serie temporali di correnti
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1Nov 1Jan 1Mar 1May 1Jul 1Sep 1Nov 1Jan
2004-2006
50 cm/s
90 m
82 m
74 m
66 m
58 m
50 m
42 m
34 m
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Distribuzione statistica
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Variabilità interannuale
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East
50 100 150 200 250 300 350 400 450
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
time ( h)
North
50 100 150 200 250 300 350 400 450
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-20
-10
0
10
20
30
40
50
cm/s
Struttura verticale
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10-2
10-1
100
10-3
10-2
10-1
100
101
102
cph
Rotary Power Spectrum
17.3 h
Distribuzione spettrale
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1 Oct 1 Dec 1 Jan 1 Mar 1 Nov 1 Jan 1 Mar 1 May 1 Jul 1 Sep 1 Nov 1 Jan0
50
100
150
200
250
300
2003-2006
cm
2s
-2
energia
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Vento e Onde Vento e Onde (04/2009-03/2010)(04/2009-03/2010)
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A causa dei costi elevati e delle difficoltà operative le misure in mare sono relativamente scarse.
Occorre quindi individuare con cura il sito di misura affinchè sia significativo in relazione alla finalità dello studio.
I modelli di simulazione numerica ci consentono questo
Simulazioni misure dirette
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Strumenti GIS per il supporto ai processi decisionali
Individuazione di siti idonei
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partecipazione al progetto europeo partecipazione al progetto europeo
N.O.S.T.R.U.M.N.O.S.T.R.U.M.
Net for Offshore Sustainable Net for Offshore Sustainable Technologies, Resources and Use in Technologies, Resources and Use in
the Mediterranean Seathe Mediterranean Sea
2003-20052003-2005
BESEL, Spagna - E.E.D., Francia - C.R.E.S., Grecia- ENEA UTMAR, Italia
Strumenti GIS per l’individuazione di siti idonei
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Valutazione del potenziale eolico offshore:Valutazione del potenziale eolico offshore:
identificazione delle aree potenzialmente identificazione delle aree potenzialmente idonee in Italia sulla base diidonee in Italia sulla base di
- dati climatologici di intensità del vento - dati climatologici di intensità del vento (medie annuali 2 km x 2 km, 60 m altezza)(medie annuali 2 km x 2 km, 60 m altezza)
- Batimetria delle coste italiane- Batimetria delle coste italiane
E’ stato sviluppato un Sistema Informativo Territoriale
Con tecniche di overlay, sono stati studiati strati informativi relativi alle carte batimetriche e alla carta del vento appositamente elaborata.
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I criteri di selezione delle areeI criteri di selezione delle aree
SCENARIO 2010 2020
Isobata massima 20 m 50 m
Distanza di rispetto da costa
>3 km >3 km
Altezza rotore 60 m 60 m
Potenza / area utile
8 MW/km2 8 MW/km2
Dettati dalle caratteristiche tecniche degli impianti
eolici offshore, distinti in due scenari:
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Isole Egadi: ~ 50 km2
20102010
Golfo di Gela: ~ 130 km2
~ 360 km2
20202020
~ 1400 km2
Esempi dei Esempi dei risultati risultati G.I.S.G.I.S.
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Aree potenzialmente idonee per eolico offshore kmAree potenzialmente idonee per eolico offshore km22
2010 scenario
2020 scenario
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scenarioPotenziale eolico offshore in Italia
[km2]
2020 11.700
2010 3.700
La differenza tra i due scenari (8.000 km2) è da attribuirsi alle limitazioni di fondale: nel caso dei 20 m ci si trova troppo spesso all’interno dei 3 km dalla costa, potendo operare su fondali fino a 50 m, la disponibilità di aree per le installazioni aumenta significativamente.
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Studi di impatto sulle comunità bentoniche
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• definire le interazioni tra clima, pressioni antropiche ed ecosistemi
• valutare l’impatto dei cambiamenti e di nuovi usi sullo stato dell’ambiente marino, sulla biodiversità e sulle risorse
Studi di impatto sulle comunità bentoniche
![Page 32: Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011 Studi sull’energia rinnovabile dal mare:](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060106/5542eb77497959361e8e1354/html5/thumbnails/32.jpg)
- analizzare gli effetti sulla biodiversità di comunità bentoniche colonizzanti substrati artificiali sommersi
AttivitàAttività:
-analizzare gli effetti sulla connettività fra popolazioni bentoniche indotti dall’inserimento di strutture artificiali sommerse
![Page 33: Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la produzione elettrica in Italia ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011 Studi sull’energia rinnovabile dal mare:](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060106/5542eb77497959361e8e1354/html5/thumbnails/33.jpg)
1. Creazione di nuovo habitat per organismi bentici carbonatici
Gli organismi con scheletro carbonatico producono biomasse che permangono nel tempo, modificano fisicamente ed ecologicamente l’ambiente locale, forniscono substrato e cibo per altri organismi.
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2. Alterata connettività fra popolazioni bentoniche
Organismi bentonici a bassa dispersione larvale possono utilizzare i substrati artificiali introdotti come guado per raggiungere fondali duri
lontani altrimenti non raggiungibili. Con tecniche di biologia molecolare, in uso a S. Teresa, è possibile indagare questi processi.
Su
bst
rato
du
ro
nat
ura
le
Substratoduro
introdotto
Substratoduro
introdotto
Substratoduro
introdotto
Su
bst
rato
du
ro
nat
ura
le
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conclusioni
Le competenze interdisciplinari nel campo delle scienze marine presenti in ENEA quali modellistica, misure sperimentali, conoscenza degli ecosistemi marini, strumenti di supporto a processi decisionalipermettono di affrontare tematiche direttamente legate allo sviluppo delle energie rinnovabili dal mare:studi di fattibilità, individuazione di siti idonei valutazione di impatto ambientale