PROGETTO FINALE
del modulo di progettazione
del 1° anno del DOL per
“Esperto di didattica assistita dalle nuove
tecnologie”
ENERGIE ALTERNATIVE
a cura degli allievi coinvolti
con la collaborazione di Laura Tomatis
La fonte di energia alternativa indica un
modo “alternativo”di ottenere energia
elettrica fondamentalmente differente da
quella ottenuta con l'utilizzo dei
combustibili fossili, che costituiscono le
fonti "non rinnovabili".
Nel mondo, negli ultimi anni, sono stati fatti
molti investimenti per promuovere ed
attivare la produzione e l’utilizzo delle
fonti di energie non tradizionali.
di anno in anno
aumenta il problema del futuro “energetico”
in tutto il mondo
Alcune forme
di
energia alternativa
-
Energia idroelettrica
-
Energia geotermica
- Energia ricavata dalla biomassa e biogas
- Energia eolica
-
Energia solare (sia attraverso centrali solari
termiche che fotovoltaiche)
- Energia del moto ondoso e delle maree
ENERGIA EOLICA
L'energia eolica
è il prodotto della conversione dell’energia
cinetica del vento in altre forme di energia
(elettrica o meccanica).
E’ stata la prima forma di energia
rinnovabile scoperta dall'uomo dopo il
fuoco.
I mulini a vento, un tempo, erano utilizzati
per pompare acqua, oppure
movimentavano le macine per tritare i
cereali.
Con l’aumentare dei costi energetici, si è
riscoperto l’utilizzo dell’energia del
“vento”, anche in un’ottica di sviluppo
sostenibile.
Si è verificato un incremento notevole della
produzione e dell’utilizzo dell’energia
eolica tra il 2000 e il 2006.
Nel 2008 si è verificato un incremento
notevole dell’utilizzo dell’energia eolica.
Infatti si è registrata una potenza, installata in
tutto il mondo, di oltre 27.000 megawatt.
Alla fine del 2008 la potenza cumulata totale
è stata di oltre 120.000 megawatt, con una
produzione di elettricità di circa l'1,5% del
fabbisogno mondiale di energia.
Nel Mondo in generale sono molti gli Stati
che utilizzano l’energia eolica, in
particolare:
gli Stati Uniti d’America sono leader mondiali
seguiti dalla Germania.
la Spagna risulta terza come produttrice di
energia eolica,
la Cina è in quarta posizione,
l’India occupa la quinta posizione.
Al termine del 2008 si è registrato che gli
Stati Uniti d’America, la Germania, la
Spagna, la Cina e l'India hanno prodotto
oltre il 70% della potenza eolica mondiale.
L’Italia occupa la sesta posizione,
seguita dalla Francia
e
dal Regno Unito
In Italia
esiste una produzione centralizzata, in cui si
utilizzano grandi impianti posizionati in
luoghi molto ventilati
ed una produzione con piccoli impianti (cioè
mulini con poche pale) posizionate nei
comuni e finalizzate a soddisfare parte del
fabbisogno dei rispettivi abitanti
Per installare un impianto eolico è
necessario misurare la velocità del vento
nel luogo in cui si vuole inserire il
“mulino” e la potenza elettrica che può
essere prodotto
In Italia manca una legislazione sull’energia
eolica. Forse per questo motivo non è
ancora molto diffusa.
I Comuni in cui si trovano degli impianti
eolici sono:
in Campania:
Albanella (SA)
-
in Emilia Romagna:
San Benedetto Val di Sambro (BO),
Monterenzio/Castel del Rio (BO)
in Puglia:
Accadia (FG), Lecce.
in Sardegna:
- Alta
Nurra (SS), Aggius (SS),
Ulassai (OG), Florinas (SS);
in Toscana:
Collesalvetti (LI), Montecatini Val di Cecina (PI),
Montemignaio (AR), Monte Vitalba (PI),
Pontedera (PI), Scansano (GR), Lajatico (PI),
Firenzuola (FI)
Come funziona
un impianto eolico?
Le macchine eoliche (“Mulini a vento”) si dividono
in due gruppi (in base al tipo di generatore
eolico utilizzato):
1. generatori eolici ad asse verticale, indipendenti
dalla direzione di provenienza del vento;
2. generatori eolici ad asse orizzontale, dove il
rotore va orientato in modo perpendicolare
alla direzione di provenienza del vento.
Alcuni svantaggi
-
la produzione di energia eolica avviene ad
intermittenza;
-
non può sostituire completamente la
produzione delle fonti tradizionali, ma solo
come “integrazione” delle fonti
tradizionali.
Energia idroelettrica
Viene ricavata dalla trasformazione
dell’energia potenziale gravitazionale,
posseduta dall’acqua quando “cade” da
alte quote, in energia cinetica.
L’energia cinetica viene trasformata in
energia elettrica attraverso un
alternatore collegato ad una turbina.
Da dove viene ricavata l’energia
idroelettrica?
Dal corso di fiumi e di laghi attraverso la creazione
di dighe e di condotte forzate.
1.
2.
Ci sono vari tipi di diga:
nelle centrali a salto si utilizzano grandi altezze
di caduta disponibili nelle regioni montane;
nelle centrali ad acqua fluente si sfruttano
grandi masse di acqua fluviale che superano
piccoli dislivelli.
“L'acqua di un lago o di un bacino artificiale
viene inviata, in condotti forzati, a valle, in
questo modo si trasforma l’energia
potenziale in energia cinetica attraverso la
turbina.
L'energia cinetica viene trasformata in
energia elettrica attraverso il generatore
elettrico.
Per produrre energia idroelettrica
può essere sfruttato anche il moto ondoso
delle maree.
L'energia idroelettrica è una fonte di energia
pulita (senza emissioni) e rinnovabile
Turbina idroelettrica
In Italia l’energia idroelettrica
Rappresenta la principale risorsa alternativa
e copre il 15% del fabbisogno energetico
italiano.
ENERGIA GEOTERMICA
E’ l'energia generata attraverso le fonti
geologiche di calore.
In Italia fu utilizzata per la prima volta nel
1904 (generatore geotermico a Larderello)
Alla fine del 2008 l'energia geotermica
rappresentava meno dell'1% della
produzione mondiale di energia
Per produrre energia geotermica è
necessario sfruttare il calore che deriva
dagli strati più profondi della crosta
terrestre.
Per estrarre e usare tale calore bisogna saper
individuare il serbatoio o giacimento
geotermico, ossia le zone dove il calore
stesso è concentrato.
NEL MONDO
L’energia geotermica viene utilizzata
soprattutto in Islanda. Infatti in tale
Nazione viene utilizzata (oltre 80%) per il
riscaldamento delle abitazioni.
Inoltre un grande impianto si trova in
California, ed anche in Africa
(precisamente in Kenya ed in Etiopia)
sono stati costruiti grandissimi impianti
per la produzione dell’energia geotermica.
IN ITALIA
In Italia si utilizza l’energia geotermica per
la produzione di energia elettrica
soprattutto in Toscana (precisamente a
Pisa, a Siena ed a Grosseto).
Il primo impianto è stato scoperto a
Larderello.
Le centrali di Larderello e di Montieri
producono oltre 4 miliardi di kilowattora.
A Larderello si trova un
"Museo dedicato al vapore".
VANTAGGI
Attraverso la “geotermia” è possibile
ricavare, da fonti naturali, una grande
quantità di energia rinnovabile e pulita.
Unico inconveniente è l’elevato costo per la
trivellazione
ENERGIA SOLARE
L’energia solare è l'energia (termica oppure
elettrica) che viene prodotta attraverso
l’utilizzo dell’energia irraggiata dal Sole.
Sulla Terra arriva una grande quantità di
energia solare (diecimila volte superiore a
tutta l'energia usata dall'umanità).
Tale energia solare non è però concentrata,
ma diffusa e quindi deve essere
“raccolta”.
Per poter utilizzare tale forma energetica è
necessario utilizzare strumenti costosi
rispetto ad altre metodologie di
produzione di energia.
E’ possibile utilizzare l'energia solare
per generare elettricità (fotovoltaico)
oppure
per generare calore (solare termico).
Tecnologie
- Pannello solare termico: sfrutta i raggi solari
per scaldare un liquido (nel suo interno)
con speciali caratteristiche. Tale liquido
cede calore, tramite uno scambiatore di
calore, all'acqua contenuta in un serbatoio
di accumulo.
-
Pannello solare a concentrazione: sfrutta
degli di specchi parabolici a struttura
lineare per concentrare i raggi solari su
un tubo ricevitore in cui scorre uno
speciale fluido
-
Pannello fotovoltaico: sfrutta le
proprietà di particolari elementi
semiconduttori per produrre energia
elettrica
PANNELLO SOLARE
TERMICO
PANNELLO FOTOVOLTAICO
Modulo fotovoltaico cristallino
I pannelli fotovoltaici sono più utilizzati
rispetto agli altri.
In particolare sono utilizzati per fornire
acqua calda e riscaldamento ad abitazioni
e piccoli complessi.
La durata è di circa 30 anni.
Hanno però un costo elevato.