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Fonti rinnovabili Energia geotermica Energia solare Energia idrica ENERGIE RINNOVABILI Energia delle biomasse Energia eolica Energia a idrogeno.

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Presentazione sul tema: "Fonti rinnovabili Energia geotermica Energia solare Energia idrica ENERGIE RINNOVABILI Energia delle biomasse Energia eolica Energia a idrogeno."— Transcript della presentazione:

1 Fonti rinnovabili Energia geotermica Energia solare Energia idrica ENERGIE RINNOVABILI Energia delle biomasse Energia eolica Energia a idrogeno

2 INTRODUZIONE FONTI PROGRAMMABILI E NON PROGRAMMABILIFONTI PROGRAMMABILI E NON PROGRAMMABILI INFORMAZIONI

3 Sono da considerarsi energie rinnovabili quelle forme di energia generate da fonti il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future o che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani". INTRODUZIONE

4 FONTI PROGRAMMABILI E NON PROGRAMMABILI Nell'ambito della produzione di energia elettrica le fonti rinnovabili vengono infine classificate in "fonti programmabili" e "fonti non programmabili", a seconda che possano essere programmate in base alla richiesta di energia oppure no. Secondo la definizione del Gestore Servizi Elettrici nel primo gruppo rientrano "impianti idroelettrici a serbatoio e bacino, rifiuti solidi urbani, biomasse, impianti assimilati che utilizzano combustibili fossili, combustibili di processo o residui", mentre nel secondo gruppo (non programmabili) si trovano "impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici, biogas.

5 INFORMAZIONI Secondo la News Produzione rinnovabile italiana l Italia risulta essere il quarto produttore di elettricità da fonti rinnovabili nell'UE. Eolico: MW installati (fine 2005) Solare Fotovoltaico MW installati (fine 2004) Solare Termico Pannelli operativi mq (2004) Germania Olanda , Danimarca3.1242, Austria60619, Gran Bretagna8907, Francia38220, Spagna , Grecia4724, Italia Totale EU ,

6 Introduzione Differenze Localizzazione impianti solari ENERGIA SOLARE Prospettive per il futuro funzionamento

7 La luce del sole è la più grossa risorsa energetica del mondo e per migliaia di anni gli esseri umani hanno usato efficacemente l'energia solare per produrre luce e calore e per far crescere i raccolti. Sebbene la luce del sole possa essere raccolta da pannelli solari e utilizzata per il riscaldamento delle abitazioni e la fornitura domestica di acqua calda, i raggi solari non concentrati non sono abbastanza potenti da costituire un efficiente sistema di produzione dell'energia. INTRODUZIONE

8 Mentre il solare fotovoltaico produce energia elettrica sfruttando l'effetto fotovoltaico di alcuni materiali semiconduttori, il solare termico utilizza l'energia solare raccolta da un collettore solare per il riscaldamento di un fluido. DIFFERENZE

9 LOCALIZZAZIONE IMPIANTI SOLARI Il più grande impianto in esercizio è situato in California, presso Los Angeles, che, con i suoi 118 pannelli di grandi dimensioni, può generare fino a 10mila kW di elettricità. In Europa, la maggior centrale fotovoltaica sorge ai piedi del Gargano in Puglia, su un area di 4000 mq.

10 PROSPETTIVE PER IL FUTURO Gli inconvenienti derivanti dalla nuvolosità, dalla densità dell'atmosfera e dall'incidenza dei raggi solari hanno indotto i tecnici della NASA, l'ente spaziale americano, a progettare per il futuro un modo per captare l'energia solare nello spazio, sopra l'atmosfera, mediante la collocazione in orbita di un satellite geostazionario, capace di catturare l'energia della radiazione solare mediante pannelli fotovoltaici.

11 Esistono tre metodi di produzione di celle FV, a seconda della tipologia di quest'ultime: 1. celle monocristalline: da purissime barre di silicio vengono tagliati dei dischetti molto fini, successivamente lisciati mediante levigatura e trattamento con acido. 2. celle amorfe: una piastra di vetro viene ricoperta da atomi di silicio attraverso spruzzamento catodico. 3. celle policristalline: consiste nell'aggiunta programmata di impurità ai dischetti di silicio sotto forma di atomi estranei. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: 1. grid connected: impianti senza accumulo e collegati alla rete elettrica, 2. stand alone: impianti con accumulo, provvisti appunto di accumulatori per immagazzinare. FUNZIONAMENTO

12 Introduzione In Italia ENERGIA EOLICA Vantaggi e svantaggi

13 INTRODUZIONE La potenza contenuta nel vento rappresenta un'enorme fonte di energia, quella eolica è, alla fin fine, una risorsa fornitaci dal Sole che si crea, principalmente, per le differenze di temperatura tra la terra, l'aria, il mare e, chiaramente, tra le calotte polari e l'Equatore. Le pale delle turbine a vento usano il movimento dell'aria per far ruotare un generatore elettrico simile a quello degli impianti idroelettrici.

14 IN ITALIA In Italia l'installazione di generatori eolici attraversa una fase ancora sperimentale. Le zone giudicate interessanti per eventuali installazioni sono: il crinale appenninico, le fasce costiere delle regioni meridionali, le isole del basso Tirreno e Pantelleria.

15 VANTAGGI E SVANTAGGI Gli aspetti positivi sono: Impianti semplici, silenziosi. Produzione di energia da immettere direttamente sulla rete locale. Disponibilità di potenza direttamente vicino ai centri di carico locali. Emissioni inquinanti evitate. Gli aspetti negativi delle turbine eoliche sono: Irregolarità del vento. Impianti ingombranti. Il vento presenta una limitata intensità energetica, per tale motivo gli impianti si presentano ingombranti.

16 Introduzione Utilizzo e composizione sperimentazione ENERGIA GEOTERMICA funzionamento vantaggi

17 INTRODUZIONE Il terreno contiene un' inesauribile sorgente di calore: i sistemi di riscaldamento e raffreddamento con pompe di calore geotermiche sfruttano il fatto che la temperatura del terreno, già a pochi metri di profondità, si mantiene grossomodo costante durante l'arco dell'anno. Questa tecnologia è ampiamente sfruttata negli Stati Uniti e in Canada oltre che in molti Paesi dell' Unione Europea, soprattutto Svizzera, Germania, Svezia, ma anche Spagna, Francia, Irlanda, Russia. l'Islanda è il paese dove si dà maggiore importanza alla geotermia, grazie all'abbondanza di questa risorsa.

18 Quella geotermica è una fonte energetica a erogazione continua e indipendente da condizionamenti climatici, ma essendo difficilmente trasportabile, è utilizzata per usi prevalentemente locali. La risorsa geotermica risulta costituita da acque sotterranee che, venendo a contatto con rocce ad alte temperature, si riscaldano e in alcuni casi vaporizzano. Sappiamo che l'interno della Terra è molto caldo. Il problema è che non è pratico portare direttamente quest'abbondanza di calore alle nostre case per riscaldarle per cui bisogna estrarla dalla terra in modo sicuro da una centrale geotermica. UTILIZZO E COMPOSIZIONE

19 A causa dell'esaurimento che dopo un certo numero di anni possono subire i campi geotermici, sono stati avviati esperimenti per tentare operazioni di ricarica. Un interessante uso delle acque geotermiche a basse temperature è costituito dall'innaffiamento delle colture di serra o all'irrigazione a effetto climatizzante, in grado di garantire le produzioni agricole anche nei paesi freddi. SPERIMENTAZIONE

20 Man mano che si scende in profondità, nel sottosuolo,di circa ogni 100 metri, la temperatura delle rocce aumenta di +3° C. In queste zone calde l'energia può essere facilmente recuperata mediante la geotermia convogliando i vapori provenienti dalle sorgenti d'acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica o riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento, le coltivazioni in serra e il termalismo. FUNZIONAMENTO

21 I principali vantaggi degli impianti geotermici sono: Le sonde geotermiche non inquinano Non è prevista manutenzione Un impianto geotermico dura più di 100 anni L'energia geotermica non viene importata Si ha un risparmio fino all' 80% dei costi di esercizio E' ecologica dal punto di vista dell'inquinamento, poiche' non emette CO2 L' impainto e' molto silenzioso Fornisce riscaldamento, acqua calda e raffreddamento 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno VANTAGGI

22 Introduzione origini ENERGIA BIOMASSE tipi di biomasse funzionamento

23 Si intende con biomassa tutto il materiale di origine organica sia vegetale sia animale; dal plancton, alle alghe, agli alberi ed ai tessuti organici degli esseri viventi; Sono però da escludere le plastiche ed i materiali fossili. Le biomasse più utilizzabili per le produzione di energia consistono in tutti quei materiali che possono essere usati come combustibili, per esempio la legna sotto forma di combustibile è la biomassa di gran lunga più importante. La biomassa costituisce una risorsa rinnovabile e inesauribile, a patto che essa venga sfruttata non oltrepassando il ritmo di rinnovamento biologico. INTRODUZIONE

24 Le biomasse hanno origini differenti: Da boschi e foreste naturali. Da piante coltivate appositamente per scopi energetici. Dai residui altrimenti. Da rifiuti organici. Tramite la gassificazione. Tramite la conversione biologica ad alcoli. Tramite la combustione diretta. ORIGINI

25 Come tutte le componenti di origine organica le biomasse vengono bruciate in caldaie o stufe per la produzione di calore sia per il riscaldamento di edifici pubblici e privati sia per la produzione di acqua calda. Nel Terzo Mondo un tale uso della biomassa non è controllato, ma certamente è responsabile di una grossa porzione dell'energia prodotta da biomassa nel mondo, la quale costituisce il 15% dei consumi energetici mondiale. FUNZIONAMENTO

26 I tipi di biomasse maggiormente utilizzati sono 4: Legno: viene considerata una fonte di energia pulita, rilascia nell'atmosfera una quantità di anidride carbonica (CO2) e questa a sua volta viene utilizzata per la crescita di altre piante. Cippato: è legna appositamente sminuzzata e ridotta in scaglie grandi dai 3 ai 5cm e proviene dagli scarti legnosi di segherie ed industrie ma anche dagli scarti ottenuti dalle potature boschive, agricole ed urbane. Pellets: sono gli scarti di industrie, falegnamerie o segherie prima appositamente sminuzzati e poi sottoposti ad un altissima pressione. Mais: mais o granturco è quello in grani facilmente reperibile e ad un costo decisamente basso. TIPI DI BIOMASSE

27 Introduzione In Italia ENERGIA IDRICA funzionamento Vantaggi e svantaggi

28 L'energia idroelettrica è quel tipo denergia che sfrutta il movimento di masse d'acqua, quali fiumi, laghi e mari. Essa è ampiamente utilizzata ogni volta che le caratteristiche naturali e le condizioni economiche lo rendono possibile. L'energia del Sole fa evaporare l'acqua dagli oceani e il vapore risale a grandi altezze in atmosfera, quindi l'acqua acquista energia potenziale, energia cinetica, che cade sulla Terra sotto forma di pioggia sulle montagne o scorre verso il mare nei fiumi lungo i quali possiamo costruire delle dighe. INTRODUZIONE

29 Nel nostro paese l'energia idroelettrica ha giocato un ruolo particolarmente rilevante dalla metà degli anni venti fino agli anni cinquanta ma, negli ultimi venti anni, si è registrato in sensibile calo con un tasso che oggi tocca appena il 10%, poichè la forte crescita dei consumi energetici è stata fronteggiata per lo più con il ricorso alle centrali termoelettriche. IN ITALIA

30 FUNZIONAMENTO Per produrre energia idroelettrica l'uomo ha costruito dighe e condotte forzate in modo da creare un dislivello tale che l'acqua, convogliata attraverso tali condotte, arrivi alle centrali con unenergia potenziale maggiore; Giunta in queste sedi, l'energia cinetica viene trasformata in energia elettrica, grazie al fenomeno dell'autoinduzione e alle turbine collegate con dinamo. La turbina è una macchina motrice che ha la funzione di trasformare, appunto, l'energia dell'acqua (sia energia cinetica che energia potenziale) in energia meccanica Le turbine sono classificate in base alla loro capacità di trasformare l'energia dell'acqua in energia cinetica direttamente nel distributore (turbina ad azione), o successivamente (turbina a reazione). Le turbine ad azione più conosciute sono le turbine Pelton e Turgo; quelle a reazione, invece, Kaplan e Francis.

31 VANTAGGI E SVANTAGGI I vantaggi dell'energia idroelettrica sono principalmente due e uno di questi deriva dal fatto che questa energia è ricavata da una fonte rinnovabile quale l'acqua, che è l'elemento materiale più presente sul nostro pianeta; la seconda dal fatto che per la produzione di tale energia non si sfrutta unicamente l'acqua dolce, ma anche l'acqua del mare; inoltre questo tipo d'energia, a differenza di molte altre è pulita. Lo svantaggio più evidente riguarda l'impatto ambientale infatti con la costruzione di dighe o di centrali il rischio di un cambiamento dell'habitat è elevato; Inoltre le zone in cui è normalmente presente uno scorrimento continuo d'acqua, possono trasformarsi in zone quasi paludose o con un minore scorrimento d'acqua, come può avvenire ai piedi di bacini.

32 motore a idrogeno ENERGIA A IDROGENO celle a combustione

33 Le celle a combustibile sono dei sistemi elettrochimici capaci di convertire l'energia chimica di un combustibile (in genere idrogeno) direttamente in energia elettrica, senza l'intervento intermedio di un ciclo termico e di organi meccanici in movimento, per questo presentano rendimenti di conversione più elevati rispetto a quelli delle macchine termiche convenzionali. CELLE A COMBUSTIONE

34 MOTORE A IDROGENO Il motore a idrogeno è stato la più attuale rivoluzione nel campo dei trasporti, automobilistici in particolare, e nel campo ecologico, grazie alla sua potenzialità di essere molto meno inquinante del motore a benzina. L'idrogeno si può ritenere un ottimo combustibile per produrre energia, mediante combustione o "ricongiungimento" chimico con l'ossigeno.


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