Forme di energia alternative
L’energia, bene primario della nostra società, è utilizzata
costantemente durante tutto l’arco della giornata, da quando ci svegliamo la mattina fino a quando andiamo a dormire la sera, sia per necessità che per piacere.
Tuttavia, l’energia che utilizziamo non è un bene inesauribile e soprattutto produrla nei metodi convenzionali, cioè tramite
l’utilizzo di combustibili fossili (petrolio, metano) causa problemi al nostro ambiente.
Negli ultimi anni, si sta spingendo a livello mondiale, europeo, nazionale e
regionale per limitare i danni provocati, investendo nelle
cosiddette “energie alternative o rinnovabili” come l’energia eolica, idroelettrica, solare, delle biomasse
L’energia eolica
• L’energia eolica sfrutta l’energia cinetica generata dal
movimento circolare di una turbina per trasformarla attraverso un alternatore che,
sfrutta l’induzione elettromagnetica, in energia elettrica che verrà poi aumentata di voltaggio attraverso un trasformatore per essere trasportata tralicci dove
ce n’è bisogno.
•Questa fonte di energia è stata pensata come alternativa
ai combustibili fossili ma purtroppo presenta molti
svantaggi: produce una quantità di energia limitata, installare un impianto eolico costa molto e mantenerlo operativo anche,
inoltre si può installare l’impianto solo in luoghi ventosi.
Energia eolica in Italia
Energia eolica nel mondo
L’energia solare
energia solare termica
energia solare
fotovoltaica
L'energia solare è la fonte primaria di energia sulla Terra che rende possibile la vita. L'energia solare è, infatti, quella
normalmente utilizzata dagli organismi autotrofi, cioè quelli che eseguono la fotosintesi, detti anche "vegetali" (da cui derivano i combustibili fossili); gli altri organismi viventi sfruttano invece l'energia chimica ricavata dai vegetali o da altri organismi che a loro volta si nutrono di vegetali e quindi in ultima analisi
sfruttano anch'essi l'energia solare, seppur indirettamente.
(risorse globali di energia solare)
L'energia solare arriva dovunque, non costa, ed è rinnovabile. È però molto diluita nello spazio, è discontinua perché varia con l'alternanza del giorno e della notte, delle stagioni e con le
condizioni meteorologiche.
Non tutta l'energia irradiata dal Sole raggiunge la superficie della Terra: una parte viene riflessa nuovamente nello spazio; un'altra parte viene dispersa e diffusa in tutte le direzioni dalle molecole d'aria e dalle particelle di polvere dell'atmosfera; una parte ancora viene assorbita dal vapore acqueo, dall'anidride carbonica e
dall'ozono nell'atmosfera.
L'utilizzo energetico più semplice e più promettente della radiazione solare è fatto tramite pannelli solari, sia per il
riscaldamento che per la produzione diretta di energia elettrica.
Solare termico
• I pannelli solari termici sono composti da più tubi di metallo contenenti acqua che viene scaldata dal sole e che per il
principio di convezione sale verso l’alto dirigendosi verso un boiler.
• Il principio è molto semplice ma anche questo tipo di pannello costa molto e fornisce solo dell’acqua calda.
I componenti principali di un sistema a pannelli solari termici sono:
- il pannello solare vero e proprio, che trasferisce il calore assorbito dal sole all'acqua del serbatoio e permette di produrre quindi
acqua calda;
- il serbatoio di accumulo dell'acqua calda;
- una pompa per la circolazione
dell'acqua e una centralina elettronica (nei
sistemi circolazione forzata;
- i collegamenti idraulici ed
elettrici.
Energia solare fotovoltaica
• L’energia solare fotovoltaica sfrutta dei moduli fotovoltaici formati da celle fotovoltaiche. Quando il sole batte su di esse si sprigiona energia termica che porta in conduzione degli elettroni che si muoveranno verso il basso creando così un flusso elettrico che verrà
immagazzinato nelle celle fotovoltaiche.
•In parole povere più il sole picchia forte più il flusso di elettroni sarà grande.
•Anche questa energia però rende poco e installare i pannelli solari costa molto sebbene durino per molti anni e per avere un guadagno sul risparmio di soldi bisogna aspettare anni.
•Il funzionamento dei dispositivi fotovoltaici si basa sulla capacità di alcuni materiali
semiconduttori,
opportunamente trattati, di convertire l'energia della radiazione solare in energia elettrica in corrente continua senza bisogno di parti
meccaniche in movimento.
Purtroppo la tecnologia attuale ci permette di convertire in energia elettrica solo il 6 / 15 % dell'energia solare che colpisce il pannello
fotovoltaico, mentre i pannelli solari termici riescono a convertire l'energia del Sole in acqua calda con
rendimenti superiori all‘ 80%.
Attualmente sono moltissime le applicazioni con piccoli
generatori fotovoltaici: per esempio sono usati per calcolatori e orologi da polso; pannelli più grandi servono per fornire
elettricità per uso domestico. L'energia solare produce calore che è sfruttato in molte altre applicazioni pratiche: pannelli piani per produrre acqua calda, riscaldamento di serre, ecc.
In queste foto sono mostrate alcune applicazioni di pannelli solari fotovoltaici, usati come alimentatori per applicazioni meteorologiche
per fornire energia elettrica a un edificio
e per l'illuminazione pubblica utilizzando batterie che si
caricano durante il giorno
Dati di distribuzione dell’energia solare
Energia idroelettrica
• L’energia idroelettrica è
l’energia che sfrutta la caduta dell’acqua
• Quest’energia è pulita, alternativa e rinnovabile e inoltre produce anche molta elettricità.
È l’energia più sfruttata in Italia dopo quella dei
combustibili fossili.
•sfrutta la
trasformazione
dell'energia potenziale gravitazionale,
posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata,
grazie ad un alternatore accoppiato ad una
turbina, in energia elettrica.
Energia idroelettrica in Italia
Tuttavia, nonostante l’utilizzo di fonti rinnovabili di energia, azione sicuramente efficace, ma sicuramente non implementabile su larga scala e meno che mai in breve tempo, il problema energetico deve essere affrontato
•Modificando il comportamento
•Sostituendo apparecchiature poco efficienti con quelle ad elevata efficienza che, a parità di resa, richiedono un consumo inferiore di energia
La sostituzione delle lampadine ad incandescenza con lampadine a basso
consumo energetico comportano una riduzione media dei consumi per
l’illuminazione dell’80%. Il loro maggior costo, che negli ultimi anni grazie ad un aumento della produzione si è
notevolmente ridotto, è compensato da una durata superiore, mediamente di 10 volte, rispetto a quella delle lampadine ad incandescenza.
Biomassa
• Dicendo biomassa intendiamo
scarti organici (d’origine forestale, agricola o urbana) che possono che possono essere usati per fini
energetici.
•La maggior parte di questi rifiuti viene utilizzata in centrali termiche per
produrre energia elettrica, proprio
come i combustibili fossili; a differenza di questi ultimi, le biomasse
producono meno polveri sottili e hanno un costo inferiore.
•L’impiego delle biomasse non è limitato alla sola produzione di energia elettrica; infatti dalla canna da zucchero si può produrre etanolo con la fermentazione degli zuccheri, che viene miscelato con carburante (85%
etanolo, 15% carburante) per produrre un combustibile molto meno inquinante rispetto a quelli tradizionali.
Biomasse in Europa
Evoluzione delle biomasse in Italia
Produzione per categoria
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
M W
Solidi Liquidi Gas Fonti
Rifiuti urbani Rifiuti da biomasse Oli vegetali grezzi
Altri bioliquidi Biogas da rifiuti Fanghi
Deiezioni animali Attività agricole forestali
Scala energetica
•La classe di consumo energetico, detta anche classe di efficienza energetica, è una suddivisione della scala di consumi degli
elettrodomestici normata dall‘ Unione europea
Ad esempio, per una lavatrice:
•Essa indica appunto i consumi annuali espressi in kWh di un elettrodomestico tramite lettere dalla A alla G, le fasce di consumo
corrispondenti a una classe variano a seconda del tipo di elettrodomestico.
•In pratica a parità di prestazioni, un elettrodomestico in classe
“A” consuma molto meno di uno in classe “D”.
•Ma assieme alla freccia colorata che indica la classe energetica, sono presenti numerose altre informazioni
