ENERGIE RINNOVABILI
Con l’espressione fonti di energia rinnovabili
si intendono tutte le fonti di energia non
fossili:
solare,
eolica,
idraulica,
geotermica,
le biomasse.
ENERGIA DALLE
BIOMASSE
Biomasse;
Bioenergia;
Biocombustibili;
Fattori positivi ;
Negativi;
Finlandia.
DEFINIZIONE
S'intende per biomassa ogni
sostanza organica derivante
direttamente o indirettamente
dalla fotosintesi clorofilliana;
le biomasse sono molte e di vario
genere (esempi).
FATTORI POSITIVI
Risorsa rinnovabile e inesauribile;
consente d'eliminare gli scarti prodotti dalle attività
agroforestali e contemporaneamente produrre energia
elettrica, riducendo la dipendenza dalle fonti di natura
fossile come il petrolio;
energia pulita a tutti gli effetti. La combustione delle
biomasse libera nell'ambiente la quantità di carbonio
assimilata dalle piante durante la loro crescita e una quantità
di zolfo e di ossidi di azoto nettamente inferiore a quella
rilasciata dai combustibili fossili;
le opere di riforestazione in zone semidesertiche
permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da
destinare alla produzione di biomasse e indirettamente
migliorare la qualità dell'aria che respiriamo, grazie alla
fotosintesi clorofilliana.
FATTORI NEGATIVI
Ha diversi limiti: il ritmo di rinnovamento biologico delle
piante; l’estensione delle superfici da coltivare; il clima;
soddisfano soltanto una minima parte del fabbisogno
energetico globale;
sono adatte solo ad usi locali.
LA FINLANDIA
La Finlandia è un esempio per descrivere l'importanza delle
biomasse e le possibilità di utilizzo. Gran parte degli scarti
della lavorazione della carta e del legno dell'industria
finlandese sono trasferiti alle centrali termiche per
produrre energia. Si evita così di stoccare gli scarti in
discariche o pagare per il loro incenerimento.
BIOCOMBUSTIBILI
DEFINIZIONE;
COME SI OTTENGONO;
ESEMPI.
DEFINIZIONE
I biocombustibili sono combustibili solidi, liquidi o gassosi
derivati direttamente dalle biomasse od ottenuti a seguito
di un processo di trasformazione strutturale del materiale
organico.
COME SI OTTENGONO I
BIOCOMBUSTIBILI
I modi in cui i biocombustibili si possono
ottenere dalle biomasse sono molteplici:
per gassificazione, che consiste nel
sottoporre le biomasse a processi di
fermentazione anaerobica, dai quali si
ottiene il biogas, una miscela di metano e
anidride carbonica;
perconversione biologica ad alcoli: l'amido
viene demolito a glucosio e poi sottoposto
all'azione di microrganismi, che operano la
fermentazione alcolica; l'alcol è un ottimo
carburante, ed è meno inquinante dei
derivati del petrolio;
combustione diretta: il calore prodotto
può essere convertito in energia elettrica
ESEMPI
Artificiali:
• biodiesel;
• bioetanolo;
• cippato;
• pellets;
• biogas.
Naturali:
• Biomasse semplici.
LA BIOENERGIA
La bioenergia è qualsiasi forma di energia utile ottenuta dai
biocombustibili;
Potenza della bioenergia.
ENERGIA EOLICA
Centrali eoliche;
Fattori positivi;
Negativi;
Storia.
CENTRALI EOLICHE
FUNZIONAMENTO;
TIPI.
FUNZIONAMENTO
Il vento spirando fa muovere le pale di un generatore eolico.
Le pale fanno parte del rotore, parte essenziale del
generatore. Il rotore sottrae dal vento la sua energia
cinetica e la trasforma in energia meccanica di rotazione. Poi
l’energia meccanica viene trasformata in elettrica dal
generatore collegato al rotore. Poi l’energia passa per il
trasformatore e così nella rete.
TIPI
Centrali con generatori di:
piccola taglia, usati per il
pompaggio di acqua o per la
produzione di energia elettrica in
zone isolate;
media taglia, con rotori di
diametro di 30 metri;
grande taglia, ancora in
sperimentazione in gran parte dei
Paesi mondiali.
FATTORI POSITIVI
E’ inesauribile;
è pulita, non produce residui e non
inquina;
è gratuita;
è in espansione il suo utilizzo, infatti dal
2000 ad oggi il tasso di crescita annuo è
stato del 28%;
una turbina moderna produce 180 volte
più energia ad un costo inferiore del 50%
di quelle in uso 20 anni fa, quindi meno
turbine e meno spazio servono per la
produzione della stessa quantità di
energia di 20 anni fa;
fornisce molti posti di lavoro;
quando la turbina deve essere sostituita
non c’è bisogno di costosissime bonifiche
ed il territorio circostante rimane
pressoché intatto.
FATTORI NEGATIVI
E’ una fonte intermittente, non tutti i luoghi del pianeta
risultano idonei all'installazione di impianti eolici: per
l'irregolarità dei venti in certe regioni, oppure per la loro
debolezza (di venti devono soffiare a una velocità non
inferiore ai 4 m/s e per almeno un centinaio di giorni
all'anno),(SOLUZIONI);
elevati costi di costruzione degli impianti la tecnologia sinora
usata non consente di creare stazioni eoliche in grado di
fornire grandi quantitativi di energia;
le pale eoliche sono fonte di inquinamento acustico ma il
rumore é presente solamente quando la turbina é in funzione
e i parchi eolici, per legge, devono essere distanti dai centri
abitati di alcuni chilometri;
le pale eoliche uccidono poco più di due uccelli per turbina
all’anno ma col tempo, gli uccelli imparano ad evitare questi
ostacoli artificiali;
le centrali eoliche occupano molto spazio;
STORIA
L’energia dal vento è conosciuta ed usata fin dall’antichità:
per navigare con le barche e navi dotate da vela;
per muovere le pale dei mulini utilizzati per macinare i
cereali o per pompare l’acqua.
ENERGIA GEOTERMICA
L’energia geotermica;
Centrali geotermoelettriche;
Fattori positivi;
Negativi.
DEFINIZIONE
Per energia geotermica si intende quella contenuta, sotto
forma di "calore", all'interno della Terra.
FATTORI POSITIVI
E’ una fonte rinnovabile, infatti i bacini geotermici hanno una
lunghissima durata;
è poco inquinante;
consente la produzione di grossi quantitativi di energia
elettrica che è facilmente trasportabile;
evita l’uso di combustibili fossili, quindi ne comporta una
minore importazione dall'estero, e una minore immissione di
anidride carbonica nell’atmosfera.
FATTORI NEGATIVI
Solo alcune zone della terra sono adatte al suo utilizzo;
IMPATTO AMBIENTALE.
CENTRALI
GEOTERMOELETTRICHE
A BASSA TEMPERATURA;
AD ALTA TEMPERATURA.
A BASSA TEMPERATURA
Il teleriscaldamento è uno dei
modi più interessanti per usare
direttamente i fluidi geotermici a
bassa temperatura (80 - 100 ° C).
Esso consiste nell'utilizzarli per
scaldare direttamente, tramite
degli scambiatori di calore,
l'acqua circolante nell'impianto di
riscaldamento delle abitazioni;
AD ALTA TEMPERATURA
INDIVIDUAZIONE CAMPI GEOTERMICI;
FUNZONAMENTO;
TIPI.
INDIVIDUAZIONE CAMPI
GEOTERMICI
L'individuazione dei campi geotermici avviene
solitamente attraverso diverse fasi:
attività di esplorazione superficiale,
consistente in indagini geologiche,
geochimiche, geofisiche;
perforazione di pozzetti esplorativi per la
misura del gradiente e flusso termico.
FUNZIONAMENTO
I fluidi geotermici ,risalgono e si ha la trasformazione della
energia potenziale del fluido in energia meccanica per mezzo
della turbina mossa dal vapore. Questa viene poi subito
trasformata in energia elettrica mediante un alternatore o
generatore collegato alla turbina stessa.
esistono anche impianti a ciclo binario in cui l'energia
dell'acqua viene ceduta ad un altro fluido, che a sua volta
vaporizza; questo vapore viene poi immesso nella turbina
ottenendo energia elettrica.
TIPI
Sistemi a vapore secco o "a vapore dominante“ il vapore
secco che si trova a pressioni e temperature elevate
accompagnato da altri gas o sostanze solubili nella terra
viene sfruttato direttamente facendo muovere la turbina;
Sistemi a vapore umido o "ad acqua dominante": i gas caldi
riscaldano l’acqua che arriva a temperatura compresa tra
180 e 370° C producendo vapore acqueo. Quindi viene alzata
la pressione del vapore che fa muovere la turbina poi
producendo energia elettrica.
ENERGIA IDROELETTRICA
Centrali idroelettriche;
Fattori positivi;
Negativi;
Storia.
STORIA
Già i greci e i romani usavano ruote idrauliche per la
macinazione del grano. Il basso costo del lavoro degli
schiavi e degli animali, tuttavia, ne frenò l’applicazione su
larga scala;
nell’Ottocento, l’energia idraulica giocò un ruolo importante
nella rivoluzione industriale e contribuì allo sviluppo delle
prime grandi città. La difficile costruzione di condotte e
grandi dighe di sbarramento, unita alla scarsità
dell’afflusso d’acqua durante l’estate e alle gelate invernali,
portarono alla sostituzione delle ruote idrauliche con il
vapore, non appena la disponibilità di carbone lo rese
possibile;
nel nostro secolo, lo sviluppo
del generatore elettrico e la
crescente domanda di elettricità
hanno portato a una rinascita
dell’energia idraulica.
FATTORI POSITIVI
E’ una risorsa rinnovabile, pulita;
disponibile ovunque esista un fiume con
sufficiente flusso d'acqua costante;
con le dighe e quindi il lago artificiale, si
crea, a volte, un attrattiva turistica e si
impreziosisce il territorio;
con le dighe si evitano inondamenti e
straripamenti dei fiumi a valle garantendo
un flusso continuo;
inquinamento evitato: ogni chilowattora
prodotto da una centrale termoelettrica
immette infatti nell'atmosfera circa 600
grammi di anidride carbonica, immissione
che non si ha se a produrre e' una centrale
idroelettrica.
FATTORI NEGATIVI
In luoghi in cui non sono disponibili fiumi e bacini idrici non
si può sfruttare;
in caso di incidente alle dighe, si possono causare gravi danni
alle popolazioni;
Ha un forte impatto ambientale.
LE CENTRALI
IDROELETTRICHE
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO;
FONTE PRIMARIA;
TIPI;
POTENZA;
FLESSIBILITA’ DI UTILIZZO.
PRINCIPIO DI
FUNZIONAMENTO
L’energia potenziale dell’acqua, cioè quella che sfrutta la
caduta di essa da un dislivello, viene trasformata in energia
meccanica dalle turbine e in elettrica dal generatore: questo
è il principio di funzionamento dell’energia idroelettrica.
FONTE PRIMARIA
L'energia del sole fa evaporare l'acqua dagli oceani, il
vapore, sottoforma di pioggia o neve cade sulla terraferma
acquistando energia potenziale nonché energia cinetica. Si
può affermare che l'acqua è il fluido in una enorme macchina
termica alimentata dal Sole;
la fonte primaria e' dunque l'acqua piovana.
TIPI
Ad acqua fluente: impianti idroelettrici posizionati sul corso
d'acqua;
A bacino: l'acqua è raccolta in un bacino grazie a un'opera di
sbarramento o diga;
Ad accumulo: l'acqua viene portata in quota per mezzo di
pompe.
POTENZA
La potenza di un impianto che utilizza una caduta dipende da
due fattori: 1)la portata cioè passaggio di una massa d'acqua
attraverso un punto per un'unità di tempo; 2)il salto cioè il
dislivello tra la quota dove è presente la risorsa idrica
svasata e dove questa viene restituita all'ambiente naturale
attraverso una turbina.
La potenza di un impianto che utilizza una corrente d'acqua,
invece, dipende dalla velocità della corrente e dalla
superficie attiva della turbina collocata, similmente a quanto
avviene nella generazione di energia elettrica con un
impianto eolico, però a parità di velocità della corrente e di
superficie della turbina un sistema idrico sviluppa una
potenza 10 volte maggiore rispetto ad un sistema eolico.
LA FLESSIBILITA’ DI
UTILIZZO
Con i moderni sistemi di
automazione e comando e' oggi
possibile passare dallo stato di
centrale ferma a quello di massima
potenza in poche decine di minuti.
Grazie a questo le centrali
idroelettriche all'interno di una
rete elettrica di produzione sono
insostituibili, perchè permettono di
rispondere prontamente alle
variazioni di richiesta di energia da
parte degli utenti allacciati, cosa
impossibile alle normali centrali
termoelettriche.
ENERGIA SOLARE
Usi;
Fattori positivi;
Negativi;
Storia;
Futuro.
FATTORI POSITIVI
E’ rinnovabile;
è inesauribile;
è a costo zero;
è pulita, non inquina e
non produce residui;
è diffusa in tutto il mondo;
è adatta anche a uso domestico;
La quantita' di energia solare che ogni minuto
raggiunge la superficie terrestre e' maggiore
rispetto a quella utilizzata dall'intera
popolazione mondiale in un anno.
FATTORI NEGATIVI
Gli impianti solari sono molto costosi;
l’energia è discontinua per l’alternarsi del dì e
della notte, delle stagioni, per l’inclinazione dei
raggi solari e per la nuvolosità;
sono necessarie grandi aree per sfruttarla al
meglio.
MODI PER SFRUTTARE
L’ENERGIA SOLARE
Conversione fotovoltaica;
calore ad alta temperatura;
calore a bassa temperatura.
CONVERSIONE
FOTOVOLCAICA
Le celle fotovoltaiche, contenute nei pannelli solari,
trasformano direttamente l’energia luminosa in energia
elettrica;
la quantità di energia che producono le centrali elettriche
fotovolcataiche rappresenta una quota irrisoria, rispetto alla
produzione mondiale complessiva di energia elettrica;
impianto più grande al mondo è in California, presso Los
Angeles;
impianto piu grande in
Europa è ai piedi del
Gargano in Puglia;
mettere pannelli solari
sui tetti delle case ti permette
di raggiungere il 100% del
fabbisogno elettrico della casa.
CALORE AD ALTA
TEMPERATURA
Nelle centrali termiche i raggi solari vengono sfruttati in
modo di produrre vapore che mette in funzione una turbina
per la produzione di energia elettrica.
CALORE A BASSA
TEMPERATURA
Per il riscaldamento domestico. Il riscaldamento degli
ambienti con il sistema solare puo' raggiungere una
copertura anche del 60%;
per uso sanitario, per lavare le stoviglie, o come ingresso per
la lavatrice. Questi impianti per sfruttare l'energia solare
sono quelli più economici e
permettono di soddisfare
più dell'80% del fabbisogno
di acqua calda annuo.
STORIA
Come fonte di energia
diretta il calore del sole
non è una scoperta recente,
anzi millenaria;
solo nell'ultimo ventennio,
in seguito alla crisi
energetica del 1973, si è
incominciato a guardare con
attenzione al sole come
fonte alternativa per la
produzione di energia
elettrica.
FUTURO
La NASA, l'ente spaziale
americano, sta per progettare
un satellite geostazionario, in
orbita intorno alla
terra sopra l'atmosfera,
capace di catturare
l'energia
della radiazione solare
mediante pannelli
fotovoltaici.