Formazione base Burundi http://www.efrem-edr.org/?p=home&l=it Il Burundi è uno dei paesi più poveri del pianeta; i suoi abitanti sono circa 8 milioni, il 68% dei quali vive al di sotto della soglia di povertà. Dopo molti anni di guerra civile, il Burundi è impegnato in un' ingente quanto difficile opera di ricostruzione del tessuto sociale ed economico nazionale. La maggior parte delle aree rurali sono completamente senza energia elettrica. Dato il non elevato costo e il minimo impatto ambientale, l ' energia solare fotovoltaica sembra essere una scelta appropriata per l' elettrificazione delle zone rurali remote, dove l ' accesso ai sistemi di altre forme di energia è difficile, se non impossibile. Nel 2009 in Burundi abbiamo effettuato tre sessioni di formazione per i tecnici solari e una realizzazione di un impianto fotovoltaico nella scuola elementare gestita dai Padri Gesuiti. La formazione si è tenuta a Kiriri. I corsi si sono svolti tra la seconda metà del mese di febbraio e inizio marzo, con tre sessioni di formazione di una settimana ciascuna. Erano presenti alunni provenienti dal Burundi, dal Ruanda e dal Congo. I requisiti richiesti agli alunni sono stati un ' età di almeno 24 anni, la residenza in uno dei paesi africani ammissibili per la formazione e una minima conoscenza, per esperienze lavorative pregresse, dei temi trattati (elettricità, manutenzione, installazione elettrica). Le ore totali di lezione per ciascun corso sono state 40, suddivise in 14 ore di lezioni teoriche e 26 di lezioni pratiche: offrire ai tecnici degli impianti di energie alternative rinnovabili la possibilità di realizzare dimostrazioni applicative delle nozioni più comuni, in particolare nei settori della progettazione, installazione, gestione e manutenzione di impianti solari fotovoltaici e di produzione di acqua calda è stato uno degli obiettivi che EFrem ha perseguito con successo.

ENERGIA capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro Movimento Stato fisico della materia Temperatura 1917, Albert Einstein: proprietà della materia stessa

RISORSE ENERGETICHE NON RINNOVABILI RINNOVABILI da calore da movimenti naturali da biomassa Energia solare

La principale fonte di energia Il Sole, oltre ad essere utilizzato dall’uomo per produrre energia, è utilizzato in natura attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana.

Energia inesauribile e pulita Energia solare Energia inesauribile e pulita

sole Il Sole è, propriamente, una stella di dimensioni medio-piccole costituita essenzialmente da idrogeno (circa il 74% della sua massa, il 92% del suo volume) ed elio (circa il 24-25% della massa, il 7% del volume). Il Sole (dal latino Sol) è la stella madre del sistema solare. Questo sistema, chiamato galassia, è formato da circa 200 miliardi di stelle; attorno ad esso orbitano gli otto pianeti principali.

IL SOLE Il sole si trova in uno dei bracci della Via Lattea, il braccio di Orione. Esso muove l’intero sistema solare. Il sole è una stella piuttosto piccola e di bassa temperatura ed è composto quasi interamente di idrogeno ed elio. Esso brilla di luce propria e si ritiene che abbia circa 4,6 miliardi di anni.

L’energia solare L’energia solare può essere utilizzata direttamente: è un’energia pulita ed inesauribile, che non inquina e non contamina, distribuita, anche se non in modo uniforme, su tutto il globo. La potenza di irraggiamento dei raggi solari è, in media, di circa 1kilowatt per ogni m2 di superficie. Energia solare nel mondo

ENERGIA SOLARE Essa è una fonte intermittente e variabile, in quanto legata all’alternarsi del giorno e della notte, al variare delle stagioni e al mutare delle condizioni climatiche. Essa è emessa sotto forma di radiazioni elettromagnetiche (luce) e consente la vita sulla terra.

ENERGIA SOLARE NEL DESERTO Nel deserto del Sahara e in quello dell’ Arizona, si sono impiantati dei pannelli solari, perché queste zone della terra sono più favorite rispetto ad altre, perché sono colpite maggiormente dall’irraggiamento solare.

Effetto serra L'effetto serra è un principio naturale che si riferisce alla capacità di un pianeta di trattenere nella propria atmosfera parte del calore proveniente dal Sole. L’effetto serra è indispensabile per lo sviluppo della vita sulla Terra perché regola gli squilibri termici.

EFFETTO SERRA

IL BUCO DELL’ OZONO Lo ozono è un gas bluastro. Circa il 90 % dell’ozono terrestre è situato nella stratosfera. Se tutta l’energia emessa dal sole arrivasse sulla terra senza essere filtrata dalle nuvole e dalla fascia d’ozono, la vita sulla terra sarebbe impossibile, dato che questa fascia, da sola, trattiene il 99 % della luce ultravioletta. Lo strato di ozono sta diventando più sottile, specialmente sopra l’Antartide, ma nel 1997 ne è stato coperto un altro sopra il polo nord. Le sostanze chimiche responsabili del problema sono chiamate “sostanze che consumano l’ozono” e comprendono molti gas comprendono molti gas contenenti cloro e bromo. L’unico rimedio possibile adottabile dagli Stati Uniti per proteggere la fascia d’ozono è vietare totalmente la produzione e il consumo di cloro, fluoro e carburi (CFC).

La quantità è enorme ma poco concentrata Valore medio di energia solare è di circa 1 kW/m2 In Italia è di 4,5 kW/ m2 “ ”: area necessaria per fornire l'energia equivalente alla richiesta primaria di energia attuale La quantità è enorme ma poco concentrata raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative Tre sono le tecnologie principali: Pannello fotovoltaico Pannello solare a concentrazione Pannello solare

PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ DA FOTOVOLTAICO NEI PRINCIPALI STATI EUROPEI (APRILE 2005) (MW) Germania 794,000 Paesi Bassi 47,740 Spagna 38,696 Italia 30,300 Lussemburgo 26,000 Francia 20,119 Austria 19,833 Regno unito 7,803 Portogallo 2,275 Totale 1.004,063

USES generare elettricità generare calore (fotovoltaico) (solare termico)

Il pannello solare Converte la radiazione solare in energia Pannello fotovoltaico Pannello a concentrazione Pannello termico è un dispositivo atto alla conversione della radiazione solare in energia termica e al suo trasferimento, per esempio, verso un accumulatore per un uso successivo. è un dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è impiegato come generatore di corrente in un impianto fotovoltaico è un sistema in grado di concentrare i raggi solari verso un ricevitore di dimensione contenute tramite un sistema di specchi riflettenti.

SILICIO È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,7% del peso. Nella sua forma cristallina, il silicio ha colore grigio e una lucidità metallica. Il silicio è un elemento molto utile, ed è vitale per molte industrie. Il diossido di silicio in forma di sabbia e argilla è un importante ingrediente del cemento e dei mattoni, ed è molto importante per la vita animale e vegetale. Le diatomee estraggono la silice dall'acqua per costruire i muri protettivi delle loro cellule; gli equiseti lo concentrano nel fusto della pianta usandolo per conferirgli robustezza e notevole resistenza alla masticazione, per scoraggiare gli erbivori

PRODUZIONE DI CALORE AD ALTA TEMPERATURA CONVERSIONE FOTOVOLTAICA ENERGIA SOLARE PRODUZIONE DI CALORE AD ALTA TEMPERATURA CONVERSIONE FOTOVOLTAICA PRODUZIONE DI CALORE A BASSA TEMPERATURA SISTEMA A COLLETTORI PARABOLICI SISTEMA A TORRE PROGETTO DI ARCHIMEDE

Produzione a bassa temperatura È il settore più collaudato e offre buoni risultati. Vengono utilizzati pannelli solari che sfruttano il principio dell’effetto serra. Produzione di acqua calda nelle abitazioni per usi sanitari Riscaldamento di case, uffici e scuole Produzione di aria calda per usi agricoli e industriali

Produzione ad alta temperatura La tecnologia è quella che utilizza i collettori parabolici lineari. Negli impianti termoelettrici solari, i pannelli sono disposti in serie di file parallele e lineari lunghe alcune centinaia di metri. Ogni collettore, di forma parabolica, concentra i raggi del sole in un tubo assorbitore. Il calore formatosi viene trasportato per mezzo di un fluido in una stazione localizzata al centro dell’impianto solare. Il calore, successivamente, viene trasformato in vapore per far funzionare un turbo-generatore elettrico. La temperatura di operazione è di 390°.

centrali solare Le centrali solari sono impianti di grandi dimensioni che utilizzano l'energia solare e la trasformano in energia elettrica. Esse possono essere centrali termiche che utilizzano i pannelli solari, e fotovoltaiche che utilizzano invece moduli fotovoltaici

Centrale Termica Questo tipo di centrale solare immagazzina l'energia solare attraverso dei pannelli solari che provvedono a convogliare la luce solare in un liquido. Questo liquido assorbendo l'energia solare si riscalda fino a giungere ad ebollizione. Una volta diventato gas viene convogliato in una turbina collegata a un alternatore. La turbina sottrae energia cinetica al gas e la converte in energia meccanica che viene utilizzata dall'alternatore per produrre corrente elettrica. Esiste una seconda tipologia di centrali che non utilizza pannelli solari ma specchi. Gli specchi vengono puntati verso un serbatoio posto alla sommità di una torre. La luce concentrata dagli specchi fa evaporare il liquido contenuto nel serbatoio che inviato alla turbina e all'alternatore per generare energia elettrica. Questa seconda tipologia di centrale termica consente di raggiungere temperature maggiori e quindi consente di utilizzare come liquido altri elementi oltre all'acqua innalzando l'efficienza complessiva del sistema.

Collettori parabolici lineari Ciascun collettore è costituito da un RIFLETTORE di forma parabolica che concentra i raggi solari su un tubo assorbitore (RICEVITORE) disposto sul fuoco della parabola. Un olio minerale pompato attraverso i tubi alimenta una stazione al centro del campo solare. Il calore così prodotto viene trasformato in vapore allo scopo di far funzionare un gruppo TUBO-GENERATORE elettrico. La temperatura tipica di operazione è di 390°C.

Sistemi a torre Negli impianti a torre sono presenti specchi che seguono il moto del sole, concentrando i raggi su un ricevitore posizionato su una torre al centro dell’impianto. L’interno del ricevitore è composto da una miscela di sali fusi che assorbe il calore e lo accumula in serbatoi. Il calore raggiunge una temperatura di 565° e si trasforma in vapore per alimentare un turbogeneratore.

Il progetto Archimede Il progetto Archimede, sulla base di un progetto ideato dal prof Rubbia, andrà ad incrementare di 20 Megawatt la potenza dell’impianto termoelettrico di Priolo Gargallo (Siracusa). Questo aumento di potenza, ottenuto interamente da energia solare, coprirà il fabbisogno annuo di una cittadina di circa 20.000 abitanti.

3. PROGETTO DI ARCHIMEDE Il progetto di Archimede è costituito da una serie di 360 specchi in grado di convogliare il calore del sole e consentire la produzione di vapore che, muovendo delle turbine, produrrà potenza elettrica pari a 5 MW.

Centrale fotovoltaiche Una centrale solare è una centrale elettrica che utilizza l'energia solare per produrre corrente elettrica. Di questo tipo di centrali elettriche esistono due tipologie diverse: le centrali fotovoltaiche e le centrali elettriche termiche

fotovaltaiche Un modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è impiegato come generatore di corrente in un impianto fotovoltaico. Può essere meccanicamente preassemblato a formare un pannello fotovoltaico, pratica caduta in disuso con il progressivo aumento delle dimensioni dei moduli, che ne hanno quindi incorporato le finalità. Può essere esteticamente simile al pannello solare termico, ma ha scopo e funzionamento profondamente differenti

La cella fotovoltaica È la componente principale del sistema fotovoltaico È costituita da un materiale semiconduttore che spesso è il silicio. Il silicio è compreso tra una faccia di atomi di boro e una di atomi di fosforo. Nella zona di contatto fra i due strati si forma un campo elettrico. Quando la cella è esposta alla luce per effetto fotovoltaico si generano delle cariche elettriche e così si avrà un flusso di elettroni sotto forma di corrente elettrica continua.

CONVERSIONE FOTOVOLTAICA Le celle fotovoltaiche (pile solari) trasformano direttamente l’energia luminosa dei raggi solari in energia elettrica. In esse si sfrutta l’effetto fotoelettrico, per il quale una piastra metallica, esposta alla luce, emette cariche elettriche; la piastra è formata da speciali materiali come il silicio o l’arseniuro di gallio, detti semiconduttori. Per ottenere un modulo fotovoltaico con una potenza di 50-100 watt è necessario collegare più celle tra loro. Più moduli collegati formano un pannello, più pannelli una stringa, più stringhe un campo. L’energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico non è costante. La cella fotovoltaica può essere di varia misure e di varie forme.

Conversione fotovoltaica

Sistemi collegati alla rete Sono impianti stabilmente collegati alla rete elettrica. La rete fornisce l’energia richiesta. Il dispositivo detto inverter, trasforma l’energia elettrica da corrente continua a corrente alternata. inverter

SISTEMI COLLEGATI ALLA RETE Sono impianti stabilmente collegati alla rete elettrica. Nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l’energia necessaria a coprire la domanda di elettricità, la rete fornisce l’energia richiesta e viceversa. Un dispositivo, detto inverter,trasforma l’energia elettrica da corrente continua prodotta dal sistema fotovoltaico, in corrente alternata presente sulla rete. Negli impianti integrati negli edifici vengono installati due contatori per contabilizzare gli scambi tra l’utente e la rete.

Passive solar building design Progettazione di edifici solari passivi Nella progettazione di edifici solari passivi, finestre, pareti e pavimenti sono fatti per raccogliere, conservare e distribuire l'energia solare sotto forma di calore in inverno e respingere il calore solare in estate . Questo si chiama progettazione solare passiva o di progettazione climatiche, perché, a differenza di sistemi attivi di riscaldamento solare, non comportano l'uso di dispositivi meccanici ed elettrici. La chiave per progettare un edificio solare passivoèquello di sfruttare al meglio il clima locale. Tecniche di design solare passivo può essere applicata più facilmente a nuovi edifici, ma gli edifici esistenti possono essere adattate o "ristrutturato".

Pannelli spaziali Una centrale solare orbitale è un'ipotetica centrale elettrica costituita da uno o più satelliti che tramite celle fotovoltaiche convertono la luce del Sole in corrente elettrica e poi tramite un'antenna trasmettono l'energia ottenuta sotto forma di microonde o laser.

ADVANTAGES DISADVANTAGES non inquina pulita ed inesauribile distribuita su tutto il globo DISADVANTAGES cospicui investimenti di capitale intermittente variabile

Vantaggi e svantaggi vantaggi svantaggi • Contributo in conto energia per 20 anni; • Costi di esercizio e manutenzione dell’impianto molto contenuti; • Alta affidabilità impianto in quanto non esistono parti in movimento; • Possibilità di accesso a strumenti di finanziamento; • Possibilità di aumentare successivamente il numero dei moduli (modularità del sistema); • Investimento iniziale molto elevato; • Necessità di avere a disposizione un’elevata superficie rispetto alla potenza installata; • Variabilità ed aleatorietà della fonte energetica (irraggiamento solare).

PENSIERO PERSONALE Sicuramente l’energia solare è un’energia pulita e rinnovabile ed è diffusa in tutto il mondo, ma gli aspetti negativi sono questi: È un’energia discontinua: sparisce di notte e quando il cielo è nuvoloso Gli impianti solari costano ancora molto Per produrre molta energia solare è necessario occupare vaste aree di pannelli solari.

investimento a medio termine VANTAGGI: investimento a medio termine risparmio di idrocarburi e di energia elettrica mancata emissione di CO2, ossidi di zolfo, di azoto e di pm10 mancata emissione di calore meno infrastrutture per il trasporto di energia a grandi distanze diminuzione di disastri ambientali Pannello solare a circolazione naturale Pannello solare a circolazione forzata

Future Benefit