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Lenergia Giorgio Giacomelli Università di Bologna Bologna 6/2/2006.

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Presentazione sul tema: "Lenergia Giorgio Giacomelli Università di Bologna Bologna 6/2/2006."— Transcript della presentazione:

1 Lenergia Giorgio Giacomelli Università di Bologna Bologna 6/2/2006

2 Cibo, salute, ambiente dipendono dall energia Per avere cibo, si consuma molta energia : fertilizzanti, macchinari, irrigazione, ecc. per produrre 1 kg di carne occorrono 7 litri di petrolio Per avere assistenza sanitaria, si consuma molta energia: ospedali, attrezzature, farmaci, trasporti, ecc; per costruire un computer occorrono ~200 litri di petrolio Le fonti di energia piu usate danneggiano lambiente: effetto serra, piogge acide, variazioni climatiche I quattro grandi problemi dellumanità : Cibo, salute, ambiente, energia + Qualita della vita + Economia

3 PIL, vita e alfabetizzazione PIL, aspettativa di vita e alfabetizzazione

4 Lastronave Terra passeggeri: 6,2 miliardi che diventeranno 8 miliardi entro 20 anni l aumento è di 80 milioni all anno ogni minuto nascono 24 cinesi da V. Balzani

5 rifiuti manufatti lavorazione servizi uso risorse Lastronave Terra - risorse e rifiuti Lastronave Terra non è isolata: riceve dal Sole, sotto forma di luce, la risorsa più importante: l'energia Sole

6 Macchine combustione

7 Sullastronave Terra il numero di passeggeri sta aumentando e quelli che già vi si trovano sono collocati in classi diverse. Tutti i passeggeri vogliono avere più energia. ~85% dellenergia proviene dai combustibili fossili E necessario diminuire il consumo dei combustibili fossili perché sono una risorsa una tantum, non rinnovabile ed il loro uso causa danni, forse irreparabili, allambiente. Popolazione, energia e ambiente: un intreccio di problemi

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10 La potenza a ns. disposizione: gli schiavi energetici TV Lavatrice

11 Automobile

12 World primary energy consumption

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14 Proved oil reserves at end 2004

15 Proved natural gas reserves at end 2004

16 Proved coal reserves at end 2004

17 Consumi energetici nel 2003 Italia Mondo Petrolio 47 % 34 % Gas Carbone Rinnovabili Nucleare Importazioni (en.el.) Totale 100% 193Mtep Consumo pro capite italiano: 3.3 tep/anno/persona Emissione CO 2 = 2.4x193 Mt = 444 Mt CO 2 /anno

18 Energia elettrica Forma intermedia di energia – non inquina Facile da trasportare Ruolo importante nel mondo moderno Domanda in aumento raddoppio in anni Ore di punta: 10, 16 (con condizionatori ore 14) Urgente per lItalia –aumentare produzione –migliorare la rete elettrica –diversificare le fonti –ridurre emissioni di CO 2 (Kyoto) Blackout !

19 Energia elettrica in Italia (Dati 2002) Domanda totale elettricità: 311 miliardi kWh Carbone32.3 Gas100.2 Olio combustibile72.1 Rifiuti1.4 Biogas0.9 Idrica46.6 Termica218.4 Geotermica4.4 Eolica1.4 Fotovoltaica0.01 Importazione51.5 Produzione energia elettrica (kWh x 10 9 ) Consumo pro-capite di elettricità: 5017 kWh /abitante/anno –Industria 53 % –Terziario 25 % –Domestico 22 % ~ 1100 kWh /abitante/anno

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24 Lidrogeno è un ottimo combustibile, perché quando brucia (combustione) libera energia formando solo acqua (niente gas serra, sostanze inquinanti, polveri ) : energia H 2 + 1/2O 2 H 2 O + energia MA… Lidrogeno non esiste sulla Terra: non ci sono pozzi o giacimenti di idrogeno. Questo significa che per usare lidrogeno bisogna prima produrlo.

25 Fonti rinnovabili Energia solare Energia geotermica Energia idrica Energia eolica

26 Fonti di energia rinnovabili Energia solare diretta Calore a bassa temperatura Calore ad alta temperatura Energia elettrica Energia chimica Energie solare indiretta Idroelettrica Eolica Biomasse Gradienti di temperatura (oceani) Energia geotermica Energia dalle maree

27 Eolico M.Barbato, Foggia E la fonte rinnovabile ora piu promettente Grandi centrali eoliche nei paesi del nord Europa, nella California del sud, … Efficienza(Disponibilita)< 20 % Inquinamento acustico Economicamente competitiva Potenza installata in Italia: 860 MW

28 - Le centrali o fattorie eoliche possono essere installate sulla terra (onshore) o in mare (offshore). -In Europa è installata una potenza eolica di MW (75% della potenza eolica mondiale) -Ma lefficienza media e ~ 20% Contributo alla produzione elettrica Danimarca 15% Germania 5%. Spagna 5% Italia 0,4% Energia eolica

29 Energia Solare Arriva dovunque, non costa, e rinnovabile, basso inquinamento. Diluita nello spazio, giorno-notte, stagioni, nubi Pannelli solari termici: costo ok, non in fase con luso Pannelli fotovoltaici: produzione energia elettrica mediante celle silicio, costo elevato, sono in fase con luso Sistema fotovoltaico –isolato –connesso alla rete elettrica con inverters Basso rendimento (~10%)

30 Bavaria Solarpark 10 MegaWatt picco 3 siti m² (equiv. a 56 campi da calcio) pannelli solari Mühlhausen: 6.3 MW Minihof: 1.9 MW Günching: 1.9 MW

31 Programma Tetti Fotovoltaici Il Programma "Tetti fotovoltaici", è finalizzato alla realizzazione nel periodo , di impianti fotovoltaici di potenza da 1 a 20 kWp, su edifici pubblici e privati. azione/iar/FontiRinnovabili/fotovoltaico /progetti/programma_tf_progetti_ep1.a sp

32 Solare termico Mildura, Australia 200 MegaWatt fine costruzione 2008 Diametro 6 km Altezza 1 km

33 Impianti fotovoltaici Grid-Connected Stand-Alone

34 Tetto solare sopra il Dipartimento di Fisica dellUniversità di Bologna

35 Caratteristiche dellimpianto Inclinazione 30° Sud (Lat. Bologna 44.5°) Caratteristiche di un modulo BP585F 36 celle in silicio monocristallino Tensione massima18 V Corrente massima 4.72 A Potenza massima 85 W p (STC) Sup m 2 (0.52 m 2 sensibili) 12.5 cm 22 moduli piani Sup. totale m 2 Potenza max 1.87 kW p (STC) 12.5 cm

36 2 luglio febbraio 2003

37 mensile (aprile)

38 Tabella riassuntiva dati Insolazione (kWh/m 2 ) Energia prodotta (kWh/m 2 ) Energia totale prodotta (kWh) Dati esaminati: 1 Gen 01 – 31 dic 04 Precisione di misura 5% Rendimento = 150/1400 = 11% nubi 9-10% Centrale da 100 MW elettrici 4.7 km 2

39 Considerazioni su costi,futuro,inquinamento,… Investimento~6000 /kWhp + Protezioni (ringhiere,…) Esercizio-manutenzione ~5000 />20 anni Altri costi (tasse, …) ? Smantellamento finale ?? Costo finale ~0.4 euro/kWh se funziona per >20anni Costo energia elettrica ENEL: euro Restituisce Costo in energia in 4-5 anni Inquinamenti per produrre materiali utilizzati Maggiori produttori di pannelli Giappone, USA, UE In UE: Italia 7%, Germania 73% 1kWh prodotto da fotovoltaico risparmia ~1 kg di petrolio non fa emettere ~1-2 kg di CO 2

40 Conclusioni Il problema energetico e un problema serio I combustibili fossili sono un regalo irripetibile della natura. Energie rinnovabili: contributo modesto in parte a causa dei limiti fisici che le caratterizzano Tetti fotovoltaici: iniziativa positiva, si deve migliorare il rendimento e la manutenzione Vanno utilizzate tutte le fonti energetiche Incentivare il risparmio energetico La scienza e la tecnica vanno usate per risolvere i grandi problemi, rimuovendo le grandi paure che abbiamo


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