L’Energie Rinnovabili
L’Energia: parte della nostra vita
quotidiana
Nella vita di tutti i giorni, forse
senza saperlo, consumiamo energia, anche senza
saperlo. Infatti un corpo che è in stato di quiete, cioè fermo, possiede un
determinato tipo di energia chiamata potenziale. Poi però se c’è l’intervento di
una forza, che è la causa che produce un cambiamento nello stato di quiete o
moto di un corpo, o che ne modifica la forma, che mette in movimento il corpo si
manifesta l’energia cinetica quella di movimento.
Qualunque corpo in movimento, possiede energia cinetica, mentre un corpo che si
trova a una certa altezza rispetto al suolo possiede energia potenziale: più in alto
si trova il corpo, maggiore è la sua energia potenziale. Durante la caduta l’energia
potenziale si trasforma gradatamente in energia cinetica. Non esistono però solo
due tipi di energia ma anche molte altre come quella elastica, chimica, elettrica …
Gli scienziati definiscono l’energia come la capacità di un corpo a compiere un
lavoro. Il lavoro a sua volta è definito come l’applicazione di energia al fine di
ottenere un determinato risultato. La quantità di lavoro compiuto da una forza
costante che sposta un oggetto di un tratto lungo la direzione della forza stessa
è data da una formula:
L=Fxs
L = lavoro
F = forza
s = spostamento
Le forme di Energia
L’energia esiste già in natura e si presenta in forme diverse.
L’energia ne si crea ne si distrugge ma si può solo farla
passare da una forma all’altra.
Le fonti energetiche si dividono in fonti primarie e fonti
secondarie. Le fonti primarie sono quelle che si utilizzano
senza la manodopera dell’uomo.
Le fonti secondarie sono quelle che invece vengono lavorate
dall’uomo. A loro volta le fonti energetiche si suddividono in
rinnovabili, non rinnovabili e alternative.
Le energie rinnovabili sono quelle che ci saranno sempre e
che si rinnovano ogni volta come l’acqua, il vento, il calore
interno della Terra, il Sole e le biomasse.
Le energie non rinnovabili sono quelle che prima o poi
finiranno come il petrolio, il carbone e il gas naturale.
Le energie alternative sono quelle in alternativa delle
energie non rinnovabili cioè tutte quelle rinnovabili più
l’energia nucleare.
Le Fonti Rinnovabili
In principio c’era il Sole come il vento e le correnti d’acqua che fornivano
energia all’uomo ma mano mano che l’uomo ha scoperto nuove fonti di energia
quelle primarie sono state sempre meno utilizzate. Il problema però è che le
energie non rinnovabili sono inquinanti tralasciando il fatto che prima o poi
finiranno e dovremo riprendere l’abitudine di utilizzare l’energie rinnovabili
cosiddette “verdi” perché non inquinano.
L’energia rinnovabile più consumata, come mostra il grafico, risulta che è
l’idrica e a seguire l’energia solare, eolica, geotermica e infine delle
biomasse.
L’acqua
L’acqua è una fonte di energia rinnovabile derivata dall’energia solare: il calore
del Sole fa evaporare l’acqua, che si innalza a grandi altezza per poi condensare e
ritornare al suolo sottoforma di precipitazioni atmosferiche. Nel punto di caduta
l’acqua possiede un’energia potenziale gravitazionale che, durante la discesa al
mare, si trasforma in energia cinetica.
L’energia dell’acqua può essere utilizzata direttamente, cioè senza subire
trasformazioni, come si è fatto per secoli, per esempio per mettere in
movimento, con l’impiego delle ruote idrauliche, le macchine per l’industrie
artigianali dei secoli scorsi; oppure può essere utilizzata indirettamente, per
esempio convertendola in energia elettrica nelle centrali idroelettriche.
I motori idraulici
I primi ad utilizzare la ruota idraulica furono i greci e in seguito la adottarono anche tutte
le altre nazioni. La ruota idraulica veniva utilizzata per la macinazione del grano. La ruota è
costituita da una serie di palette oblique che girano nei corsi d’acqua.
Esistono tre tipi di ruote idrauliche:
la ruota per di sotto in cui l’acqua colpisce le pale dal basso; il suo rendimento non è alto ma
ha il vantaggio di poter essere utilizzata anche in fiumi con poca pendenza;
la ruota per di fianco ha le caratteristiche intermedie delle altre due ruote;
la ruota per di sopra l’acqua è incanalata in modo tale da colpire le pale dall’alto e quindi può
essere usata solo dove c’e un notevole dislivello e quindi è più conveniente;
Con il diffondersi della macchina a vapore però la ruota idraulica andò in disuso: il suo
principio di funzionamento tornò però a essere usato con l’energia elettrica nella turbina
idraulica.
Il vento
L’energia eolica è quella dovuta al vento, cioè allo spostamento delle
masse d’aria. Anche l’energia del vento può essere sfruttata in modo
diretto, ad esempio coi mulini. Si ha invece un utilizzo indiretto nelle
centrali eoliche, nelle quali l’energia del vento viene trasformata in
elettricità. Il vento è una delle fonti di energia su cui si concentra il
maggiore interesse in quanto è pulita, rinnovabile ed è a costo zero.
Purtroppo può essere utilizzata solo in zone altamente ventose e produce
un inquinamento acustico perché le pale che girano sono molto rumorose.
I motori eolici
Il mulino a vento è formato
è formato da un edificio
tiene in sospeso una
grande ruota formata da
quattro o più ampie
superfici chiamate ali,
adatte a ricevere la spinta
del vento.
che
Il Sole
Il Sole fornisce alla Terra tutta l’energia di cui ha bisogno. La
Terra comunque riceve una parte minima dell’energia liberata dal
Sole sotto forma di onde, capaci di propagarsi attraverso il vuoto
e che noi percepiamo con luce e calore. L’energia solare viene
sfruttata direttamente nelle serre e nei dissalatori, che
trasformano l’acqua marina in acqua dolce. Viene sfruttata
indirettamente coi pannelli solari, nelle centrali solari a specchio e
nelle centrali fotovoltaiche.
Le Centrali Solari
Le centrali solari a specchio sono costituite da specchi
che catturano i raggi solari
inviandoli in una caldaia. I raggi
surriscaldano l’acqua
della caldaia facendola
evaporare; il vapore aziona una
turbina che collegata ad un
alternatore produce elettricità.
Le centrali fotovoltaiche sono
costituite da pannelli chiamati
celle fotovoltaiche che quando
vengono colpite dai raggi solari
producono immediatamente
energia elettrica.
Il Calore interno della Terra
L’energia geotermica è il calore interno della Terra e può essere
sfruttata sia direttamente per il riscaldamento,per impianti termali o
serre sia in modo indiretto per produrre elettricità. La temperatura
interna della Terra aumenta a mano a mano che si scende in profondità.
L’acqua piovana infiltrandosi nel sottosuolo quando trova strati rocciosi
impermeabili forma dei depositi che si riscaldano a contatto di queste
rocce. Quando l’acqua trova uno sbocco verso l’alto, risale in superficie
sotto forma di acqua calda e di vapore.
Il calore interno della Terra può raggiungere la superficie naturalmente,
con i geyser o artificialmente con un pozzo perforato.
Le Biomasse
Le Biomasse sono le sostanze di origine biologica.
L’energia della Biomassa può servire per un uso diretto: in
alcuni casi i residui della lavorazione di legno e paglia che
vengono bruciati per ricavarne calore. Se ne fa anche un
uso indiretto, poiché questi combustibili possono essere
successivamente utilizzati in impianti per produrre
energia elettrica o termica.
L’uso della Biomassa è vantaggioso perché permette di
utilizzare come materia prima i rifiuti di altri processi di
trasformazione per produrre un gas combustibile (biogas).
I rifiuti vengono raccolti in un gran serbatoio e vengono
fatti fermentare. Il biogas ottenuto è raccolto in
contenitori a tenuta stagna e può essere utilizzato come
combustibile per il riscaldamento degli edifici o per
produrre energia elettrica; i fanghi che restano sul fondo
del digestore possono essere utilizzati come fertilizzanti.
Da Biomassa a Biogas