Energia elettrica
Marco Gorini
2ªCs Liceo “B. Cavalieri”
a.s. 2013/2014
Indice

Energia

Modello di una centrale termoelettrica

Unità di misura

Vantaggi e svantaggi

Forme di energia

Emissioni delle centrali termoelettriche

Energia potenziale elettrica

Come ridurre le emissioni?

Corrente elettrica

La prima centrale termoelettrica in Italia

Centrali elettriche

Consumo domestico di energia

Parti di una centrale elettrica

Come ridurre i consumi di energia
elettrica?

Modello di una centrale elettrica

Lampadine a basso consumo energetico

Certificazione energetica degli edifici


Tipologie di centrali elettriche
Combustibili fossili nelle centrali
termoelettriche
Energia
L’energia è la grandezza fisica che misura la capacità di
un corpo o di un sistema di compiere lavoro.
Unità di misura
L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale per
l'energia è il joule
Joule (J)=
Forme di energia
L’energia esiste in varie forme:
 Energia meccanica (energia potenziale + energia cinetica)
 Energia chimica
 Energia elettromagnetica
 Energia termica
 Energia nucleare
Energia potenziale elettrica
L'energia potenziale elettrica è il lavoro svolto per creare
una distribuzione di carica.
Energia
potenziale
elettrica
Energia del
campo
elettromagnetico
Energia
magnetica
Corrente elettrica
L’energia elettrica mette in moto gli elettroni presenti in un
circuito elettrico dando così origine a corrente elettrica,
che è un qualsiasi moto ordinato di cariche elettriche.
Elettrone
libero
metallo
atomo
Centrali elettriche
L’energia elettrica è una fonte di energia secondaria
perché deve essere prodotta per trasformazione a partire
da una fonte di energia primaria. Questo processo di
trasformazione avviene all’interno di centrali elettriche.
Centrali elettriche
In tutte le centrali elettriche, eccetto il fotovoltaico, ci sono
tre macchine fondamentali per produrre energia elettrica:
turbina
alternatore
trasformatore
Parti di una centrale elettrica
Turbina
Una turbina è una turbomacchina in
grado di trasformare l’energia cinetica
di un fluido in energia meccanica.
Parti di una centrale elettrica
Alternatore
Un alternatore è una macchina rotante che
trasforma energia meccanica in energia
elettrica.
Parti di una centrale elettrica
Trasformatore
Un trasformatore è una macchina in
grado di variare i parametri della
potenza elettrica in ingresso rispetto
a quella in uscita.
Modello di una centrale
elettrica
Tipologie di centrali elettriche
Le principali tipologie di centrali elettriche sono:
 Termoelettriche
 Idroelettriche
 Geotermiche
 Eoliche
 Solari
 A biogas e termovalorizzatori
 Nucleari
Combustibili fossili nelle
centrali termoelettriche
Dal carbone, petrolio e metano,
attraverso il processo chimico della
combustione, si ottiene energia
termica che scalda l’acqua
contenuta in una caldaia. L’acqua
evaporando trasforma questa
energia in energia cinetica che
viene usata per far muovere le pale
di una turbina trasformandosi in
energia meccanica. Questo
movimento grazie ad altre
macchine collegate all’asse della
turbina si trasforma in energia
elettrica.
Energia chimica
Energia termica
Energia cinetica
Energia meccanica
Energia elettrica
Modello di una centrale
termoelettrica
Vantaggi e svantaggi
I combustibili fossili sono oggigiorno la principale fonte
energetica sfruttata dall'umanità, grazie ad alcune
caratteristiche vantaggiose:
 sono "compatti", ovvero hanno un alto rapporto
energia/volume
 sono facilmente trasportabili
 sono facilmente immagazzinabili
 sono utilizzabili con macchinari relativamente semplici
 costano relativamente poco.
Vantaggi e svantaggi
Hanno per contro importanti svantaggi:
 Sono inquinanti, per esempio rilasciano anidride solforosa
(SO2) responsabile delle piogge acide
 Incrementano notevolmente la quantità di CO2 in atmosfera,
ritenuta la principale causa del surriscaldamento globale
 Non sono risorse rinnovabili.
Emissioni delle centrali
termoelettriche
L’utilizzo di combustibili fossili per
produrre energia a partire dal
1800 fino ad oggi, ha causato un
notevole aumento della
concentrazione di CO2 in
atmosfera con gravi conseguenze
sul clima mondiale.
Emissioni delle centrali
termoelettriche
Energia Kwh
Stato
CO2 Kg/Kwh
Mg petrolio
1000
Europa
230.99 Kg
0,0859
1000
Nord A.
453.70 kg
0,0859
1000
Italia
406.31 kg
0,0859
1000
U.S.A
522.25 kg
0,0859
Sito per calcolare le emissioni di CO2
Come ridurre le emissioni?
Entro il 2030 sarebbe possibile ridurre le emissioni di CO2 del
settore energetico di una quota pari al totale delle emissioni annue
dell’Unione Europea. Lo sostiene uno studio pubblicato da
Siemens e realizzato dal professor Horst Wildemann della
Technical University di Monaco di Baviera.
“Se le centrali elettriche a carbone venissero
sostituite, su larga scala, da centrali a gas,
entro il 2030 le emissioni di CO2 nel settore
energetico potrebbero ridursi anche del 5%
rispetto ai livelli attuali. Certo, sarebbe
illusorio sostituire ora tutte le centrali a
carbone con quelle a gas, ma le potenzialità
individuate sono davvero impressionanti”.
di Silvano Santo 25 ottobre 2013
su GreenStyle
La prima centrale
termoelettrica in Italia
Il 28 giugno 1883 a Milano entrava in funzione la prima centrale
termoelettrica costruita in Europa e la seconda nel mondo (la prima era
stata quella di Pearl Street a New York).
La centrale era situata nel centro di
Milano, in via Santa Radegonda, a
pochi metri dal Duomo. Aveva una
potenza di circa 350 kw, generata
da quattro dinamo e da considerare
notevole per l’epoca. Per la sua
costruzione erano stati acquistati i
locali del teatro di Santa
Radegonda, ormai in disuso da
qualche anno.
Consumo domestico
di energia
Nel sistema energetico residenziale si è determinata
una crescita dei consumi energetici. Dall’avvento
dell’elettricità si è
progressivamente diffuso
l’impiego di una moltitudine di
apparecchiature elettriche che
hanno completamente cambiato
la qualità della vita domestica.
Consumo domestico
di energia
15%
20%
4%
15%
4%
13%
18%
11%
illuminazione
altro
frigorifero
televisore
lavatrice
lavastoviglie
cucina misto
scalda bagno elettrico
come ridurre i consumi di
energia elettrica?
Ecco alcuni consigli per una bolletta della luce meno “salata”:
 Prestare attenzione all’etichetta
elettrica degli elettrodomestici, senza
farsi tentare da prezzi troppo bassi
 Non lasciare apparecchi elettrici in
standby
 Utilizzare lampadine a basso consumo
energetico
Lampadine a basso consumo
energetico
La lampada fluorescente è
una lampada a scarica in cui
l’emissione luminosa è
indiretta, perché l’emittente
non è il gas ionizzato ma un
materiale fluorescente.
Certificazione energetica degli
edifici
Gli edifici a basso consumo
energetico, coniugano
comfort abitativo a risparmio
energetico, collocandosi
all’interno di una specifica
classe energetica in base a
quanto combustibile
consumano all'anno per
ogni metro quadro di
superficie riscaldata.
Fine
Grazie per l’attenzione