Distribuzione dell’energia elettrica Produzione e distribuzione Distribuzione dell’energia elettrica DISRIBUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA Mappa Elettrodotti Cavi e tralicci Alta ,media,bassa TENSIONE

IL SISTEMA ENERGETICO IN ITALIA E NEL MONDO Collegamenti interdisciplinari GEOGRAFIA RAPPRESENTAZIONE DI DATI Disegna Cartogrammi Istogrammi Areo grammi IL SISTEMA ENERGETICO IN ITALIA E NEL MONDO

LA CENTRALE Schema STORIA Cooperative Learning Webquest Energia e Macchine LA CENTRALE Schema Collegamenti interdisciplinari: STORIA Cooperative Learning Webquest Linea del tempo Prima centrale elettrica in Italia Fu costruita a Milano nel 1883 su tre livelli: - al piano terreno c’erano quattro macchine a vapore che azionavano quattro generatori elettrici (dinamo); - al primo piano c’erano le caldaie a carbone, collegate con la ciminiera di mattoni per lo scarico dei fumi; - al secondo piano c’erano il magazzino e gli uffici.

A A B B Componenti e trasformazione dell’Energia Schema: Confronta A-B Energia e impianti A Componenti e trasformazione dell’Energia Schema: Confronta A-B Completa: Le trasformazioni dell’Energia A Olio combustibile B B Gas

IL generatore di vapore Bruciatori Trasformazioni dell’Energia Tubature acqua Ciclo dei fumi ZOOM Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro

LA TURBINA A VAPORE SCIENZE macchina motrice Rotore: organo rotante Energia e fluidi macchina motrice Rotore: organo rotante Statore: organo fisso ZOOM Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro Sala macchine

SCIENZE ZOOM Schema Fluidi di lavoro Collegamenti interdisciplinari: Energia e fluidi ZOOM Schema Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro

Principio di funzionamento: LA TURBINA A GAS Principio di funzionamento: sfrutta la combustione e l’aumento di volume (espansione) dei gas combusti ad alta temperatura per far girare la turbina Energia e fluidi Un compressore a palette comprime l’aria aspirata dell’atmosfera per poi inviarla alla camera in cui si mescola con il gas Una camera di combustione dove il gas brucia in presenza dell’aria compressa ZOOM Schema Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro

L’ALTERNATORE L’alternatore e’ un generatore di corrente elettrica. È costituito da due parti fondamentali, una fissa e l’altra rotante, dette rispettivamente statore e rotore, su cui sono disposti avvolgimenti di rame isolati. Normalmente l’alternatore lo ritroviamo in tutti i tipi di centrali per la produzione di energia elettrica perché riesce a trasformare l’energia meccanica di una turbina (idraulica, eolica, a vapore, ecc.) in energia elettrica. Energia elettrica ZOOM Ripasso guidato e verifica in itinere: elettricità magnetismo e moto

Attività di laboratorio: Costruzione di modelli Approfondimenti: MATERIALI ED ENERGIA

IL TRASFORMATORE ZOOM Ripasso guidato e verifica in itinere: Energia ELETTRICA ZOOM Ripasso guidato e verifica in itinere: elettricita magnetismo e moto

IL CONDENSATORE ZOOM attività: Visita virtuale alle centrali Energia e AMBIENTE ZOOM attività: Visita virtuale alle centrali Termoelettriche ENEL Localizzazione degli impianti Impatto ambientale Dove finisce il vapore entrato nella turbina? Il condensatore è uno scambiatore di calore .Il vapore che deve condensare lambisce i tubi al cui interno scorre il fluido refrigerante (acqua in circuito aperto o chiuso) e su questi condensa .L’acqua viene quindi inviata di nuovo alla caldaia attraverso apposite pompe

IL RENDIMENTO Ripasso guidato: Convertitori η ~40-43% η ~30-33% Energia e RENDIMENTO Ripasso guidato: Convertitori Combustione esterna Costi di investimento maggiori Costi di esercizio minori Combustione interna Costi di investimento minori Costi di esercizio maggiori T ~ 630oC Lento Multifluel T ~ 1300oC Veloce Gas nobili η ~40-43% η ~30-33%

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I materiali ceramici strutturali avanzati - MCSA Link I materiali ceramici strutturali avanzati - MCSA Materiali ed Energia I materiali delle moderne turbine devono resistere a: Rivestimento ceramico protettivo su carburo di silicio matrice di carburo di silicio (SiC) e fibre di carburo di silicio l’allumina (Al2O3)

Link II materiali di cui sono costituite le palette non possono sopportare la temperatura dei gas in uscita dal combustore (1200÷1300 °C), di conseguenza si provvede a raffreddare la loro superficie creando una “barriera termica” costituita dall’aria compressa spillata dal compressore ad una pressione sufficiente e fatta uscire a velocità opportuna da piccoli fori realizzati sulla parete della paletta Materiali ed Energia Un’ulteriore protezione dalle elevate temperature è realizzata dal rivestimento ceramico delle palette (TBC: Thermal Barrier Coating). Prototipi di tegole refrattarie, per camera di combustione, prodotte utilizzando un 20% di materiali ceramici Stampo utilizzato per la pressatura isostatica dei suddetti prototipi

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