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Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica Corso di Sistemi Energetici Il ciclo dellenergia e fonti fossili Ing. Marco Lucentini.

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2 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica Corso di Sistemi Energetici Il ciclo dellenergia e fonti fossili Ing. Marco Lucentini

3 Università di Roma La Sapienza Sommario Le forme di energia Unità di misura I consumi energetici Classificazione delle fonti energetiche Le fonti fossili: il carbone, il petrolio e il gas naturale

4 Università di Roma La Sapienza Le forme di energia

5 Università di Roma La Sapienza Forme di energia Chimica Elettrica Elettromagnetica Meccanica -cinetica -potenziale (e di pressione) Nucleare Termica

6 Università di Roma La Sapienza Forme di energia

7 Università di Roma La Sapienza Principali caratteristiche delle forme di energia 1 ENERGIA CHIMICA Forze di legame a livello molecolare ed atomico Può essere definita di tipo potenziale Si estrinseca sotto forma di energia termica, oppure elettrica È prevalentemente utilizzata quella dei combustibili fossili. ENERGIA ELETTRICA La forma di energia più versatile per l'uomo Quella disponibile in natura (fulmini) non è direttamente sfruttabile Si usa solo quella prodotta dall'uomo ENERGIA MECCANICA potenziale e di pressione nel primo caso è quella derivante dal campo di attrazione gravitazionale che agisce sulla Terra e dallinterazione gravitazionale tra la Terra e gli altri corpi celesti nel secondo caso è strettamente legata alla variabile di stato omologa cinetica, legata al movimento dei corpi (solidi, liquidi, aeriformi) energia eolica energia idraulica energia del moto ondoso

8 Università di Roma La Sapienza ENERGIA ELETTROMAGNETICA Legata allinterazione tra un campo elettrico ed uno magnetico Si trasmette senza il supporto di alcun mezzo fisico e quindi anche nel vuoto, dove è praticamente esente da fenomeni di dissipazione. In natura, è presente innanzitutto nella radiazione solare ENERGIA NUCLEARE Dovuta alle forze di coesione presenti nel nucleo degli atomi In natura viene liberata spontaneamente dai radioisotopi (elementi, generalmente di grande massa atomica) radioattività artificiale (potenziale) -fissione di nuclei di atomi pesanti (quali alcuni isotopi delluranio) -fusione di nuclei di atomi leggeri (come, ad esempio, lidrogeno ed i suoi isotopi) ENERGIA TERMICA Legata allo stato di moto presente nella materia a livello molecolare, atomico o subatomico Caratteristica energetica dei corpi che si trovano sopra lo zero assoluto Viene considerata la forma meno nobile di energia (Secondo Principio della termodinamica) In natura: energia geotermica. Principali caratteristiche delle forme di energia 2

9 Università di Roma La Sapienza Come arriva lenergia sulla terra

10 Università di Roma La Sapienza Il bilancio energetico della terra energia proveniente dal Sole, che rappresenta il 99,98% del totale. interazione gravitazionale energia termica dovuta al calore presente allinterno della Terra La copertura del fabbisogno delle diverse forme di energia è problema non di quantità ma di disponibilità nello spazio e nel tempo

11 Università di Roma La Sapienza SCHEMA DI RIFERIMENTO DELLE FONTI ENERGETICHE E DEGLI USI FINALI FONTI PRIMARIE (Energia Chimica, Elettromagnetica, Meccanica, Nucleare e Termica) FONTI SECONDARIE (Energia Chimica e Nucleare) ENERGIA ELETTRICA AGRICOLI DOMESTICI E SERVIZI INDUSTRIALI TRASPORTI (Energia Elettrica, Meccanica o Termica) USI FINALI

12 Università di Roma La Sapienza CIVIL APPLICATIONS PRIMARY ENERGY SOURCES SECONDARY ENERGY SOURCES ENERGY CONVERSION USEFUL EFFECT (WISHED EFFECT) ENERGY LOST

13 Università di Roma La Sapienza Forme di energia o particolari elementi in grado di trasferire quantità di energia nello spazio e nel tempo Attualmente il principale vettore energetico è lenergia elettrica che però può trasferire energia solo nello spazio e non nel tempo I vettori energetici

14 Università di Roma La Sapienza In passato il principale vettore energetico era lenergia meccanica, anchessa in grado di trasferire energia solo nello spazio I vettori energetici in passato

15 Università di Roma La Sapienza Il vettore energetico più promettente del futuro è lidrogeno, che risulta di gran lunga più versatile degli altri vettori perché è in grado di trasferire energia sia nello spazio che nel tempo I vettori energetici in futuro

16 Università di Roma La Sapienza Unità di misura

17 Università di Roma La Sapienza Unità di misura dellenergia SimboloNome JJoule kcalkcaloria Wh - kWhWattora - chilowattora tep (toe)tonnellata equivalente di petrolio (ton oil equivalent) BTUBritish Thermal Unit bep (boe)barile equivalente di petrolio (barrel oil equivalent)

18 Università di Roma La Sapienza Unità di misura della potenza SimboloNome W - kWWatt - Chilowatt kcal/hkcalorie/ora HpHorse power BTU/hBritish Thermal Unit/ora

19 Università di Roma La Sapienza Ordini di grandezza delle unità di misura dellenergia Per ogni ordine di grandezza della quantità di energia da misurare cè ununità di misura appropriata

20 Università di Roma La Sapienza Fattori di conversione tra le principali grandezze energetiche

21 Università di Roma La Sapienza Fattori di conversione tra grandezze energetiche più utilizzati -1 Energia 1 kcal = 4186 J 1 kcal = 1,162 Wh 1 BTU = 0,252 kcal 1 tep = kcal = 44,7 GJ 1 m 3 GAS = 3,7 x 10 7 J Potenza 1 W = 0,86 kcal/h 1 Hp = 746 W 1 BTU/h = 0, Hp

22 Università di Roma La Sapienza Fattori di conversione tra grandezze energetiche più utilizzati -2

23 Università di Roma La Sapienza Definizione: il potere calorifico è la quantità di energia contenuta in un combustibile Potere calorifico inferiore (p.c.i.) Potere calorifico superiore (p.c.s.) Per poter comprendere alcune grandezze energetiche occorre conoscere il concetto di potere calorifico che si distingue in:

24 Università di Roma La Sapienza Combustibilep.c.i. Benzine e diesel kcal/kg ~ 45 MJ/kg Carbone7.000 kcal/kg ~ 30 MJ/kg Legna4.000 kcal/kg ~ 20 MJ/kg Gas Naturale kcal/kg ~ 50 MJ/kg 1 kg carburante ~ 1,4 kg carbone~ 2,5 kg legna~ 0,8 kg gas Potere calorifico inferiore (p.c.i.) di alcuni combustibili

25 Università di Roma La Sapienza CombustibilePeso specifico Benzine e diesel920 kg/mc Carbone450 kg/mc Legna400 kg/mc Gas Naturale0,75 kg/mc E importante per valutare lenergia che un combustibile riesce a fornire rispetto al suo peso Peso specifico dei combustibili

26 Università di Roma La Sapienza I consumi energetici

27 Università di Roma La Sapienza

28 Energy Needs Human feeding ~ 0,2 T.C.E./year ~ 0,5 kg COAL/day Total Energy Use per habitant (1998) World1,67 T.O.E OCSE4,70 T.O.E UE3,96 T.O.E PECE-CIS2,97 T.O.E Other Countries0,83 T.O.E PECE-CIS (Paesi dellEuropa Centrale e dellEst e della Confederazione degli Stati Indipendenti) = Middle Europe and East Europe Countries and Independent States Confederation

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31 Total world population Developing countries Developed countries Billions Total world population

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36 Classificazione delle fonti energetiche

37 Università di Roma La Sapienza LE FONTI ENERGETICHE PRIMARIE FONTI PRIMARIE DI ENERGIA FONTI DI ENERGIA COMMERCIALI (FEC) ENERGIA NUCLEARE FONTI DI ENERGIA NON COMMERCIALI (FENC-FENR) PETROLIO CARBONE RADIOISOTOPI NATURALI URANIO FONTI PRIMARIE DI ENERGIA FONTI SECONDARIE USI FINALI (Agricoli, Domestici e Servizi, Industriali, Trasporti) GRADIENTE TERMICO MARINO (OTEC) MAREE ED ONDE MARINE ENERGIA EOLICA ENERGIA SOLARE ENERGIA GEOTERMICA COLTURE ENERGETICHE EN. UMANA E ANIMALE LEGNO/BIOMASSE ENERGIA ELETTRICA GAS NATURALE ENERGIA IDRAULICA TORIO ISOTOPI DELLIDROGENO LITIO GRADIENTE SALINO DEL MARE SCISTI BITUMINOSI SABBIE PETROLIFERE USO RAZIONALE DELLENERGIA RISPARMIO ENERGETICO Legenda:FEC: Fonti Energetiche Commerciali FENC:Fonti Energetiche Non Commerciali FENR:Fonti Energetiche Nuove e Rinnovabili OTEC:Ocean Thermal Energy Conversion (Conversione dellEnergia Termica Oceanica)

38 Università di Roma La Sapienza LE FONTI ENERGETICHE SECONDARIE FONTI SECONDARIE DI ENERGIA FONTI DI ENERGIA COMMERCIALI (FEC) ENERGIA NUCLEARE FONTI DI ENERGIA NON COMMERCIALI (FENC-FENR) DERIVATI DEL CARBONE DERIVATI DEL PETROLIO COMBUSTIBILI PER LA FISSIONE COMBUSTIBILI PER LA FUSIONE USO RAZIONALE DELLENERGIA RISPARMIO ENERGETICO DERIVATI DAGLI SCISTI BITUMINOSI DERIVATI DALLE SABBIE PETROLIFERE COMBUSTIBILI SINTETICI COMBUSTIBILI DA RIFIUTI IDROGENO BIOGAS FONTI PRIMARIE DI ENERGIA FONTI SECONDARIE USI FINALI (Agricoli, Domestici e Servizi, Industriali, Trasporti) ENERGIA ELETTRICA Legenda: FEC:Fonti Energetiche Commerciali FENC:Fonti Energetiche Non Commerciali FENR:Fonti Energetiche Nuove e Rinnovabili

39 Università di Roma La Sapienza ALTRA CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE PRIMARIE SECONDO IL CRITERIO DELLA RINNOVABILITÀ FLUSSI ENERGETICI DEL SISTEMA TERRA FONTI ENERGETICHE NON RINNOVABILI FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI Radiazione SolarePetrolioEnergia Umana ed Animale CarboneLegno/Biomasse Gas NaturaleColture Energetiche Scisti BituminosiEnergia Solare Sabbie PetrolifereEnergia Eolica Onde Marine, OTEC, Gradiente salino del mare Energia Idraulica Energia GravitazionaleMaree Energia Interna alla TerraRadioisotopi NaturaliEnergia Geotermica Uranio Isotopi dellIdrogeno

40 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica ALTRA CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE

41 Università di Roma La Sapienza Le fonti fossili, il nucleare e le fonti rinnovabili

42 Università di Roma La Sapienza Il petrolio

43 Università di Roma La Sapienza Il petrolio Pregi –alta densità energetica –stabilità fisica/chimica –pochi residui dopo la combustione –facilmente trasportabile Difetti –non rinnovabile –distribuito in maniera geopoliticamente diseguale –inquinante

44 Università di Roma La Sapienza Genesi del petrolio Ambiente di accumulo delle sostanze organiche del petrolio Migrazione del petrolio dalle rocce madri Rappresentazione schematica di un giacimento petrolifero tipico

45 Università di Roma La Sapienza Riserve provate di petrolio miliardi di tonnellate [Fonte: PETROLE 1972].

46 Università di Roma La Sapienza Consumi annuali di petrolio milioni di tonnellate [Fonte: PETROLE 1972].

47 Università di Roma La Sapienza Riserve provate di petrolio (fine 2002) (miliardi di barili)

48 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica Classificazione di McKelvey

49 Università di Roma La Sapienza Attività di Esplorazione e Produzione Prospezione geologica Prospezione geofisica Perforazione Produzione Trasporto Esplorazione Produzione

50 Università di Roma La Sapienza

51 Upstream e Downstream UPSTREAM – è costituito da tutte le attività che riguardano lEsplorazione e la Produzione di idrocarburi compreso il trattamento primario DOWNSTREAM – è costituito da tutte le attività che la trasformazione dei prodotti primari (natural gas, crude oil) nei loro derivati

52 Università di Roma La Sapienza Prezzi dei combustibili fossili Eni su dati ONU, FMI, AIE, CEDIGAZ $/barrel of equivalent oil OilCoalNatural gasInflation 1° oil crisis 2° oil crisis Oil feedback crisis

53 Università di Roma La Sapienza Il gas naturale

54 Università di Roma La Sapienza GAS NATURALE (GN) : DEFINIZIONE Combustibile fossile gassoso di origine naturale composto da idrocarburi o miscele di idrocarburi, e di gas non combustibili (gas inerti), che viene estratto dal sottosuolo allo stato naturale separatamente od in associazione ad idrocarburi liquidi. Nella maggior parte dei casi il Gas Naturale è composto da idrocarburi paraffinici di cui il metano è sempre il componente principale, fino a proporzioni del 98%. Il Gas Naturale può contenere piccole percentuali di anidride carbonica (CO 2 ) e di acido solfidrico (H 2 S), entrambi corrosivi.

55 Università di Roma La Sapienza GAS NATURALE LIQUEFATTO (GNL) : DEFINIZIONE Gas Naturale allo stato liquido (Gas Naturale Liquefatto – GNL) ottenuto attraverso il raffreddamento del Gas Naturale a -160 °C a pressione atmosferica (1 atm). Liquefatto il Gas Naturale riduce il suo volume di 600 volte (1 mc di GNL = 600 mc GN). Il procedimento di liquefazione non ha lo scopo di ottenere un prodotto diverso, ma di consentire una modalità di trasporto (via nave) alternativa o sostitutiva al trasporto via metanodotto.

56 Università di Roma La Sapienza Il gas naturale Pregi –Assenza di incombusti (efficienza di combustione) –Impatto ambientale contenuto –Disponibilità continua (distribuzione in reti) –Ridotta manutenzione degli impianti –Distribuzione geopolitica non critica Difetti –non rinnovabile –Difficoltà di trasporto e di stoccaggio –Stabilità politica di alcuni Paesi produttori

57 Università di Roma La Sapienza OLIO GREZZO vs GN : PUNTI IN COMUNE RISORSE STRATEGICHE NON RINNOVABILI (IDROCARBURI) IMPIEGATE PER PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E PER RISCALDAMENTO; TECNOLOGIA SIMILE; ATTIVITA DI LUNGO PERIODO RISCHIOSA, AD ELEVATA INTENSITA DI CAPITALE E CONDOTTA IN JOINT VENTURE; AREE ESPLORATIVE E PRODUTTIVE COMUNI; PIPELINE.

58 Università di Roma La Sapienza OLIO GREZZO vs GN : DIFFERENZE PER MOLTI ANNI, GN = SECOND BEST GN HA UN PIU ELEVATO RAPPORTO RISERVE/PRODUZIONI OLIO GREZZO DEVE ESSERE RAFFINATO, IL GN HA BISOGNO SOLTANTO DI UN MODESTO LIVELLO DI TRATTAMENTO PRIMA DI ESSERE UTILIZZATO GN E UNA RISORSA MENO INQUINANTE IN TERMINI DI EMISSIONI E DI IMPATTO AMBIENTALE GN E UN PRODOTTO UNICO CON MOLTI MERCATI; IL GREZZO HA UNA VASTA GAMMA DI PRODOTTI DERIVATI

59 Università di Roma La Sapienza OLIO GREZZO vs GN : DIFFERENZE NON ESISTE UN PREZZO MONDIALE DEL GN IL PREZZO DEL GREZZO NON E MAI LEGATO A QUELLO DEL GN IL PREZZO DEL GN E ABITUALMENTE INDICIZZATO CON LE QUOTAZIONI DEI GREZZI E DEI PRODOTTI DERIVATI

60 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica La catena del gas naturale ApprovvigionamentiTrasporto / Stoccaggio / Distribuzione Impieghi Esplorazione & Produzione (E&P) Importazioni Stoccaggio TRASPORTO SECONDARIO Gasdotti a bassa pressione DISTRIBUZIONE LOCALE Termoelettrico Civile Industriale Esportazioni TRASPORTO PRIMARIO Gasdotti ad alta pressione Autotrazione

61 Università di Roma La Sapienza Catena GNL Produzione gas Liquefazione Shipping Seller Buyer Rigassificazione Trasporto e distribuzione Stoccaggio

62 Università di Roma La Sapienza Riserve provate di gas naturale (fine 2002) (miliardi di metri cubi)

63 Università di Roma La Sapienza Il carbone

64 Università di Roma La Sapienza Il carbone Pregi –economicità –stabilità fisica/chimica –facilmente trasportabile –distribuzione geopolitica non critica Difetti –non rinnovabile –impatto ambientale critico sia in fase di estrazione che in fase di impiego a causa della combustione

65 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica Formazione del carbone

66 Università di Roma La Sapienza What is coal Coal is formed by the physical and chemical alteration of peat (coalification) by processes involving bacterial decay, compaction, heat, and time. Coal is an agglomeration of many different complex hydrocarbon compounds, some of which owe their origin to the original constituents in the peat. Coal is a readily combustible rock containing more than 50 percent by weight of carbonaceous material, formed from compaction and induration of variously altered plant remains similar to those in peat. Most coal is fossil peat. Peat is an unconsolidated deposit of plant remains from a water-saturated environment such as a bog or mire; structures of the vegetal matter can be seen, and, when dried, peat burns freely.

67 Università di Roma La Sapienza Types of coal The kinds of coal, in increasing order of alteration (or rank), are lignite (brown coal), sub-bituminous, bituminous, and anthracite. Bituminous coals: dense black solids, frequently containing bands with a brilliant lustre. Carbon content: 78% to 91%. Water content: 1.5% to 7%. Use: power generation, metallurgical coke production, cement making, heat and steam production in industry. Sub-bituminous coals: dull black and waxy. Carbon content: 71% to 77%. Water content: up to 10%. Use: electricity generation or conversion to liquid and gaseous fuels. Brown coals or lignites are browner and softer. Carbon content: 60% to 75%. Water content: 30% to 70%. Oxygen content: up to 30%. Use: power generation, but uneconomic to transport because of the high moisture content. These coals are also susceptible to spontaneous combustion.

68 Università di Roma La Sapienza How much coal … (coal reserves/resources) A Mineral Resource is a concentration or occurrence of material of economic interest in or on the Earths crust in such form, quality and quantity that there are reasonable prospects for eventual economic extraction. A Mineral Reserve is the economically mineable part of a Measured and/or Indicated Mineral Resource. A Probable Mineral Reserve is the economically mineable part of an Indicated, and in some circumstances, a Measured Mineral Resource. A Proved Mineral Reserve is the economically mineable part of a Measured Mineral Resource. Part of a Mineral Resource Level of confidence Inferred Mineral ResourceLow Indicated Mineral ResourceReasonable Measured Mineral ResourceHigh EJ Anthracite and bituminous Subtimous and lignite World Proved Fossil Reserves

69 Università di Roma La Sapienza The cycle of coal Mining Transportation Preparation Industrial sector (Iron&steel/Cement) Heat&Power sector Coal preparation, also known as coal beneficiation, is the stage in coal production when the raw runofmine coal is processed into a range of clean, graded, and uniform coal products suitable for the commercial market. Currently about two-thirds of world hard coal production is extracted by underground mining and one-third by surface mining. Approximately 12% of all coals produced worldwide are traded internationally. Approximately 70% of global steel production is dependent on coal. Some 37% of the world's electricity is coal-fired. The cycle of coal

70 Università di Roma La Sapienza Coal mining undergroundsurface Coal is mined by two main methods: underground (or deep) mining and surface (or strip) mining. Surface mining, economic only when the coal seam is near the surface, recovers a higher proportion of the coal deposit than underground methods. draglines, which remove the overburden high capacity conveyors The equipment used includes: draglines, which remove the overburden (the term given to the strata between the coal seams and the surface); power shovels; large trucks, which transport overburden and coal; bucket wheel excavators; and high capacity conveyors. equipment high capital cost Surface mining equipment has increased dramatically in size over recent years. However, the high capital cost of importing this equipment can favour the selection of underground mining. There are two main methods of underground mining room-and-pillar There are two main methods of underground mining: room-and-pillar (bord-and-pillar) and longwall mining. With the room-and-pillar approach, coal deposits are mined by cutting a network of rooms or panels into the coal seam and leaving behind pillars of coal to support the roof of the mine. Surface mining operation in Australia. Longwall mining Longwall mining involves the use of mechanised shearers to cut and remove the coal at the face, which can vary in length from m. Self-advancing, hydraulic-powered supports temporarily hold up the roof whilst the coal is extracted. The roof over the area behind the face, from which the coal has been removed, is then allowed to collapse. The majority of the worlds coal reserves are recoverable by underground mining. The choice of mining method is determined by the geology of the coal deposit. The cycle of coal

71 Università di Roma La Sapienza Surface open-pit coal mining The cycle of coal

72 Università di Roma La Sapienza Surface strip mining The cycle of coal

73 Università di Roma La Sapienza Riserve provate di carbone (fine 2002) (miliardi di tonnellate – tra parentesi la quota di antraciti e bituminosi) China (62.2)

74 Università di Roma La Sapienza Source: BP Statistical Review of World Energy 2003 Consumi energetici pro-capite (tep/persona) The cycle of coal

75 Università di Roma La Sapienza Il PETROLIO, CARBONE, GAS, NUCLEARE, sono le fonti principali per la produzione elettrica Schema centrale convenzionale: il calore che occorre per far girare la turbina si ottiene mediante i combustibili: petrolio, carbone, gas, uranio.

76 Università di Roma La Sapienza Il calore prodotto tramite questi combustibili dà origine al movimento di una turbina che collegata al rotore di un alternatore consenta la produzione di energia elettrica Turbina e Alternatore

77 Università Roma La Sapienza – Dipartimento di Meccanica ed Aeronautica Centrale termoelettrica a ciclo combinato

78 Università di Roma La Sapienza Il nucleare LENERGIA NUCLEARE E LEGATA ALLA PARTE INTERNA DELLATOMO (nuleo). PER RICAVARE ENERGIA DAL NUCLEO DELLATOMO ESISTONO DUE PROCEDIMENTI Fissione (rottura) di un nucleo pesante come luranio. Fusione (unione) di nuclei leggeri come idrogeno.

79 Università di Roma La Sapienza NUCLEARE :FISSIONE Un neutrone viene sparato contro un nucleo pesante (es. uranio) che si spacca in due e libera tre neutroni, si viene a formare così una reazione a catena con emissione di calore.

80 Università di Roma La Sapienza NUCLEARE: FUSIONE Avviene sparando l'uno contro l'altro due atomi leggeri (es. idrogeno) che si fondono assieme formando un atomo più pesante ed emissione di calore. La fusione non è attualmente utilizzata nelle centrali perchè non è facilmente controllabile.

81 Università di Roma La Sapienza PETROLIO, CARBONE, GAS, NUCLEARE Sono purtroppo : INQUINANTI NON RINNOVABILI Cioè destinate allesaurimento

82 Università di Roma La Sapienza FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI EOLICA SOLARE IDROELETTRICA MARINA GEOTERMICA

83 Università di Roma La Sapienza ENERGIA EOLICA L'impianto eolico è composto da un rotore che può essere a una a due o a tre pale, da un sistema frenante di emergenza, da un generatore elettrico (alternatore) collegato sullo stesso asse ed un sistema di controllo

84 Università di Roma La Sapienza Funzionamento e vantaggi Funzionamento Il principio di funzionamento è lo stesso dei vecchi mulini a vento: le pale esposte alla pressione del vento ruotano facendo ruotare il rotore dellalternatore. Vantaggi L'energia eolica può raggiungere notevole intensità nei luoghi più ventosi, inoltre è una fonte di energia pulita.

85 Università di Roma La Sapienza L'acqua viene riscaldata dal sole e trasferita all'interno del serbatoio attraverso una pompa di circolazione (circolazione forzata) o sfruttando il principio del termosifone (circolazione naturale). SOLARE TERMICA

86 Università di Roma La Sapienza In un pannello fotovoltaico la luce solare che colpisce un materiale semiconduttore libera elettroni che vengono fatti circolare producendo così direttamente energia elettrica. La corrente elettrica prodotta è continua, mediante un inverter si può avere corrente alternata. SOLARE FOTOVOLTAICA

87 Università di Roma La Sapienza IDROELETTRICA Schema Centrale Idroelettrica: La centrale idroelettrica trasforma lenergia idraulica di un corso dacqua in energia elettrica. La forza dellacqua fa muovere la turbina legata allalternatore.

88 Università di Roma La Sapienza ENERGIA DAL MARE Vengono sfruttate: le maree, la differenza di calore tra la superficie e la profondità, le correnti, il moto ondoso. turbina di una centrale maremotrice

89 Università di Roma La Sapienza ENERGIA GEOTERMICA La geotermia sfrutta il calore del sottosuolo terrestre. Questa energia viene trasferita alla superficie terreste attraverso i movimenti convettivi del magma o tramite le acque circolanti in profondità

90 Università di Roma La Sapienza BIOMASSE Materiale di origine organica non fossile, residui agricoli residui forestali. Ogni anno in Italia si producono 66 milioni di tonnellate di residui agroforestali che possono essere usati come combustibile per produrre energia con lo stesso principio delle centrali convenzionali.

91 Università di Roma La Sapienza RIFIUTI SOLIDI URBANI I 28 milioni di tonnellate di rifiuti solidi urbani che ogni anno vengono prodotti in Italia possono essere trasformati in energia termica mediante gli inceneritori (PCI 2000 kCal/kg)

92 Università di Roma La Sapienza Inceneritore Gli inceneritori o termovalorizzatori sono impianti in cui i rifiuti vengono bruciati per ottenere energia elettrica con lo stesso sistema delle centrali convenzionali

93 Università di Roma La Sapienza GLI USI FINALI

94 Università di Roma La Sapienza TERMICA ELETTRICA MECCANICA USI FINALI AGRICOLTURA E PESCA INDUSTRIALI TRASPORTI RESIDENZIALE E TERZIARIO USI FINALI BUNKERAGGI USI NON ENERGETICI (settore petrolchimico) CLASSIFICAZIONI USI FINALI Per settori: Per forma di energia:

95 Università di Roma La Sapienza PROBLEMI RELATIVI ALLA CLASSIFICAZIONE DEGLI USI FINALI Classificazione non sempre univoca Esempi trasporti di merci e persone allinterno dei grandi stabilimenti industriali condizionamento o riscaldamento dei capannoni e degli uffici industriali Di solito si considera la finalità specifica delluso energetico finale

96 Università di Roma La Sapienza USI FINALI E FORME DI ENERGIA (dal glossario Snam) energia meccanica per impieghi fissi (macchine operatrici e pompaggi) e per impieghi mobili (mezzi di locomozione e di trasporto); (occorre ricordare che a sua volta l'energia meccanica nelle società industrializzate è ottenuta da apparecchiature che convertono energia chimica quali motori a combustione interna o energia elettrica) energia elettrica (forni elettrici, riscaldamento o condizionamento elettrico, elettrochimica, illuminazione e telecomunicazioni, apparecchiature domestiche): energia termica ad alta temperatura, oltre 250 ° (forni industriali, reattori chimici); energia termica a media temperatura, tra ° (lavorazioni industriali); energia termica a bassa temperatura, inferiore a 120 °, per alcune lavorazioni industriali e per il riscaldamento degli ambienti.


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