Energia Energia Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Unità di misura: Joule.

Presentazione sul tema: "Energia Energia Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Unità di misura: Joule."— Transcript della presentazione:

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2 Energia Energia Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Unità di misura: Joule Unità di misura: Joule Potenza Potenza Lavoro prodotto per unità di tempo, si esprime in Watt (W): Lavoro prodotto per unità di tempo, si esprime in Watt (W):

3 Un impianto idroelettrico di POTENZA NOMINALE pari a 100MW in un anno produce circa Un impianto idroelettrico di POTENZA NOMINALE pari a 100MW in un anno produce circa 100 MW * 320 giorni/anno * 24 h/giorno 720 GWh/anno 720 GWh/anno Un impianto fotovoltaico con pari potenza nominale, situato a Bari, produce circa Un impianto fotovoltaico con pari potenza nominale, situato a Bari, produce circa 127 GWh/anno

4 Paragonare due impianti di produzione di energia sulla base della potenza è come paragonare due automobili sulla base della sola potenza. Non è certamente un criterio di paragone che adotteremmo in molti.. =

5 Lofferta di energia deve essere sempre uguale alla domanda (la rete non consente grossi accumuli) -> PREVISIONE DELLA DOMANDA!

6 La previsione del fabbisogno elettrico per un dato giorno si effettua il giorno precedente tramite complessi metodi statistici (vi sono inserite previsioni meteo,feste nazionali, scioperi,...). Una delle ipotesi principali di questi metodi è il mancato accordo tra gli utenti.

7 Lenergia in transito per ogni nodo deve poter essere gestita (dimensionamento rete sul carico massimo possibile -> COSTA!!) Tutta lEuropa è unita da una grande griglia di trasmissione, la crisi su uno solo di questi nodi può provocare il collasso dellintero sistema E per questo che nei paesi del terzo mondo vi sono frequenti sospensioni del servizio

8 Due centrali con pari potenza nominale possono produrre quantità di energia molto diverse nel corso di un anno. La potenza nominale installata non è un criterio valido di paragone!! Lenergia elettrica NON si può accumulare (in grandi quantità!). E fondamentale il costante bilancio tra domanda ed offerta allinterno dei nodi di rete: qualunque sia la domanda energetica in un determinato istante, il sistema deve sempre essere in grado di produrre lenergia richiesta.

9 Una fonte energetica IDEALE presenta le seguenti caratteristiche: E costante E abbondante Ridotto impatto ambientale Il suo sfruttamento è poco costoso

10 Sono da considerarsi energie rinnovabili quelle forme di energia generate da fonti che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future. E possibile identificare una fonte come rinnovabile anche se non produce direttamente energia elettrica, ma aiuta a ridurne i consumi: es. acqua calda sanitaria nel solare termico. E possibile identificare una fonte come rinnovabile anche se non produce direttamente energia elettrica, ma aiuta a ridurne i consumi: es. acqua calda sanitaria nel solare termico.

11 Idroelettrica Eolica Solare (fotovoltaico+termico) Biomasse Geotermica (classica ed a bassa entalpia) LIdrogeno non è una fonte energetica! Esso è soltanto un vettore energetico, cioè permette di immagazzinare a lungo lenergia prodotta.

12 E la prima fonte rinnovabile utilizzata dalluomo su larga scala.

13 E la più affidabile delle fonti rinnovabili, soprattutto se utilizzata insieme a bacini di raccolta. E caratterizzata da costi di investimento contenuti (è già conveniente economicamente) e ridotto impatto ambientale, se non si realizzano bacini artificiali. Contribuisce allincirca al 20% della produzione di energia elettrica mondiale, ed al 7% alla produzione di energia primaria.

14 Percentuale di sfruttamento delle risorse idroelettriche per ogni continente Il futuro dellidroelettrico è in Asia, Africa ed America latina

15 Poiché è possibile controllare la portata della condotta, lenergia prodotta è facilmente modulabile in ristretti intervalli di tempo Viene utilizzata per gestire improvvise variazioni di carico, il suo contributo è fondamentale per il buon funzionamento del sistema elettrico.

16 E unaltra delle fonti rinnovabili storicamente più utilizzate dalluomo

17 È una fonte di energia che ha grosse potenzialità, con un mercato in forte espansione. Non è economicamente conveniente rispetto alle fonti convenzionali, ma tra le fonti rinnovabili (escludendo lidroelettrico) è una delle più convenienti. Attualmente contribuisce all1.5 per mille della produzione globale di energia primaria

18 Possibili problemi di carattere paesaggistico Aleatorietà della fonte

19 Lenergia solare deriva dallenergia elettromagnetica emessa dai processi di fusione dellidrogeno contenuto nel sole, nota come radiazione solare. Irraggiamento extraterrestre (costante solare): 1367 W/mq ± 3,3 % (per la diversa distanza Terra - Sole).

20 Gli impianti ad energia solare si dividono in due famiglie: Solare termico Solare fotovoltaico

21 Il solare termico è costituito da pannelli solari al cui interno circola un fluido termovettore, in grado cioè di trasportare il calore e cederlo alle utenze, di solito per produrre acqua calda sanitaria. È una tecnologia molto conveniente, che garantisce ottimi risparmi energetici.

22 Tecnologia che converte direttamente l'irradiazione solare in energia elettrica. I pannelli sono composti da unità di base, le celle fotovoltaiche, che producono energia elettrica in seguito allirraggiamento solare. Il materiale usato per le celle fotovoltaiche commerciali è il silicio, ad elevata purezza.

23 Costi elevati-> incentivi. Rendimenti ridotti, fonte aleatoria. Bassissimo impatto ambientale, irraggiamento italiano favorevole rispetto ad altre nazioni europee. Favore dellopinione pubblica

24 Attualmente lenergia prodotta da impianti fotovoltaici ammonta a circa lo 0,1% dellenergia prodotta nel mondo annualmente, tuttavia si prevede da qui al 2030 un incremento enorme della stessa: essa è destinata a crescere di più di 20 volte nei prossimi 20 anni.

25 Biomassa è ogni sostanza organica di origine vegetale o animale da cui sia possibile ottenere energia attraverso processi di tipo termochimico o biochimico. Queste sostanze sono disponibili come prodotti diretti o residui del settore agricolo-forestale, come sottoprodotti o scarti dellindustria agro-alimentare e come scarti della catena della distribuzione e dei consumi finali.

26 Lenergia da biomasse è economica, facilmente reperibile, abbondante. La CO2 prodotta dalla combustione di biomasse non è considerata un elemento negativo, in quanto è CO2 recentemente immagazzinata dalle piante che torna in ambiente, non immagazzinata da migliaia di anni come nel caso delle fonti fossili.

27 Gli investimenti richiesti sono alti per i piccoli produttori agricoli, che spesso preferiscono non impegnare capitali per molti anni. Mancanza di accordi e strategie nazionali di sviluppo, incertezze normative. Scarsa informazione dellopinione pubblica Necessario avere procedure di controllo combustione adeguate, per evitare rischi per la salute.

28 Lenergia prodotta da biomasse si attesta allincirca al 5% del fabbisogno energetico europeo (di energia primaria). Difficile reperire dati per il mondo. È la fonte rinnovabile attualmente più promettente, purtroppo disincentivata dalla mancanza di normative chiare. Diatriba etica sui biocombustibili (coltivazioni sottratte alla produzione di cibo per produrre biocarburanti)

29 Lenergia geotermica è energia contenuta sotto forma di calore allinterno della terra, trasferita alla superficie terrestre attraverso i movimenti convettivi del magma.

30 La quantità di energia a disposizione delle fonti geotermiche è enorme: solo lenergia contenuta nei primi 3 km di crosta terrestre è circa 2000 volte maggiore di quella ottenibile da tutti i giacimenti di combustibili fossili della terra. Non tutta questa energia è però sfruttabile, poiché spesso tali fenomeni sono incontrollabili.

31 Esistono due "geotermie". Quella classica, relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche o vulcanologiche. Quella a "bassa entalpia", relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva.

32 La geotermia classica consiste nella produzione di energia elettrica tramite lo sfruttamento di masse magmatiche fluide o solidificate situate a poca distanza dalla superficie terrestre (5-10 km). Ciò consente la produzione di vapore ad alta pressione, con il quale è possibile generare energia elettrica.

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34 Perché lenergia geotermica possa essere sfruttata, è necessario avere a disposizione un fluido geotermico (in genere acqua o vapore) a temperatura adeguata

35 LItalia è dotata di un enorme potenziale geotermico, purtroppo attualmente poco sfruttato.

36 Attualmente la produzione mondiale di energia elettrica da fonte geotermica si attesta intorno allo 0,35% Le installazioni geotermiche sono piuttosto costose, in quanto sono necessarie complesse attività di studio e perforazione di pozzi geotermici. Il kwh geotermico è però conveniente, a causa della lunghissima vita utile di questi impianti.

37 Lo sviluppo di questa importante fonte energetica rinnovabile è limitato dagli elevati costi di investimento, dalla disponibilità geografica di calore a temperature adeguate (maggiori di 150°C) e dai rischi legati ai costi di perforazione dei pozzi. La fonte geotermica appare però già competitiva con le fonti fossili.

38 La geotermia a bassa entalpia è una fonte energetica con la quale qualsiasi edificio, in qualsiasi luogo della terra, puo' riscaldarsi e raffrescarsi senza lutilizzo della caldaia d'inverno e del condizionatore d'estate.

39 Essa sfrutta la proprietà del terreno di restare alla stessa temperatura (in genere pari alla temperatura media annuale della località stessa) durante larco dellanno, ad una data profondità.

40 Geotermia a tubi orizzontali Geotermia a tubi verticali

41 Lutilizzo della geotermia a bassa entalpia è molto importante, in quanto può avvenire in ogni luogo terrestre, al contrario di quanto avviene per la generazione diretta di energia elettrica da fonte geotermica. Attualmente la produzione di calore geotermico nel mondo consente il risparmio di più di 100 milioni di barili di petrolio lanno, con impatti enormi in termini di riduzione alle emissioni di CO2.

42 La geotermia rappresenta pertanto una delle fonti rinnovabili più promettenti, essendo già competitiva con le fonti fossili. Gli ostacoli principali allo sviluppo di questa fonte sono da ricercarsi nella scarsa consapevolezza dellopinione pubblica e nel costo elevato degli investimenti iniziali, il cui recupero richiede un orizzonte temporale piuttosto lungo.

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45 Produzione di energia primaria nel mondo

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48 Nonostante i grafici appena presentati sembrino poco incoraggianti, le fonti rinnovabili rappresentano una realtà attuale ed in rapida espansione. Diffondere questi dati presso lopinione pubblica aumenterebbe la consapevolezza delle persone sulle tematiche energetiche globali ma soprattutto sulle fonti su cui puntare per il futuro energetico di un paese.

49 Le tecnologie attualmente più promettenti per un futuro rinnovabile sono dunque le biomasse ed il geotermico a bassa entalpia. Un interessante argomento di studio appare il fotovoltaico, che sta compiendo passi da gigante nello sviluppo di tecnologie con rendimenti sempre maggiori e costi ridotti.

50 Attualmente non è possibile risolvere il problema energetico globale con ununica fonte rinnovabile, ma un adeguato mix delle stesse, insieme ad una campagna di incentivi mirati può ridurre in maniera importante lutilizzo delle fonti fossili.

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