Comuni di Pisa – Cascina Pontedera - Volterra Provincia di Pisa Comuni di Pisa – Cascina Pontedera - Volterra Con la collaborazione di: Enel SpA – Belvedere SpA – Scuola Superiore S.Anna – UNIPI – Gerresheimer Spa I Pannelli Solari del “Matteotti” Classe: 3^ OGA B IPSSAR G. Matteotti di Pisa ___________________________________________________________________________________________________ INIZIATIVA “I GIOVANI, L’ACQUA E L’ENERGIA” - ANNATA 2009-2010 – COMPLESSO POLIFUNZIONALE “A. MACCARRONE” – PISA, 19-04-2010 -

CHE COS’ E’ L’ENERGIA? L'energia è la proprietà fondamentale della materia che si esprime ogni volta che una forza "entra in azione", o , come si dice in termini fisici, ogni volta che si compie un lavoro; Energia = capacita di un corpo di compiere un lavoro

Importanza dell’energia Senza energia non è possibile nessuna attività. L’energia = aria come la vita non è possibile senza l’aria e non se ne riconosce il valore così è per l’energia

LE FONTI DI ENERGIA Inquinamento Fonti energetiche non fossili Fonti energetiche fossili Carbone Petrolio Gas naturali Fonti energetiche non fossili Energia nucleare Idroelettrica Geotermica Solare Eolica Legna, sterco, scarti agricoli Biogas Maree, onde Gradienti termici marini Inquinamento

LE VARIE FORME DI ENERGIA MECCANICA ELETTRICA CHIMICA TERMICA IDRAULICA MAGNETICA LUMINOSA Tutte le forme di energia sono derivate dal sole: il vento, l’acqua, le piante ….

IL PROBLEMA ENERGETICO Limitatezza delle fonti energetiche fossili Importanza delle fonti energetiche alternative Inquinamento da fonti energetiche Uso razionale dell’energia

Conservazione dell’ Energia L’ energia di un “Sistema Chiuso” si conserva, non si può creare o distruggere, ma solo trasformarla. Ogni trasformazione energetica avviene in perdita Termica.

Energia solare

Dal sole derivano tutte le Per produce radiazione fonti energetiche Fusione nucleare Il sole È una stella Per produce radiazione termiche e luminose

Radiazione solare

Percorso solare a Pisa San Giusto

Principali usi dell’energia solare: Pannello solare termico Pannello solare a concentrazione Motore solare Panello fotovoltaico

Pannello solare termico utilizza la radiazione solare per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo

CENTRALI SOLARI Utilizza una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono

MOTORE SOLARE È simile al pannello solare, si raccoglie il calore con degli specchi che viene ceduto a gas come il butano o il freon. Questi gas vaporizzano a temperature non molto elevate. I fluidi mettono in moto una turbina che produce energia elettrica.

Panello fotovoltaico La scoperta dell’effetto fotovoltaico è stata fata da Edmond Becquerel (1820-1891). Becquerel stava effettuando esperienze con una cella elettronica in cui erano immersi due elettrodi di platino, quando scoprì che l’intensità della corrente aumentava se si esponeva la cella alla luce del sole.

Conversione fotovoltaica La conversione diretta dell’energia solare in energia elettrica, realizzata con la cella fotovoltaica utilizza il fenomeno fisico dell’interazione della radiazione luminosa con gli elettroni di valenza nei materiali semiconduttori, denominato effetto fotovoltaico. Fino a oggi il materiale maggiormente utilizzato nella costruzione delle celle fotovoltaiche è stato il silicio cristallino. Le celle in silicio se colpite dalla luce rilasciano elettroni.

Campo fotovoltaico

STORIA 2001: iniziativa dell’Assessorato all’Ambiente e all’Energia della Provincia di Pisa Appalto nel dicembre 2001 Potenze fra 1kWp e 20kWp Obbligo di connessione alla rete Inizio lavori: giugno 2002 Fine lavori: agosto 2002 Costo euro 155.100,00 Costo unitario euro / kwp 7.750,00 Contributo ministeriale 105.750,00 Quota provincia 49.350,00

CARATTERISTICHE TECNICHE Istallazione su copertura piana mediante strutture in acciaio appoggiate Collegamento alla rete Enel (scambio sul posto) 240 moduli, potenza nom, unitaria 85Wp, potenza nominale complessiva 20,4kWp, 151 mq di superficie netta, 350 mq di superficie occupata Produzione energetica registrata 24,593 kWh/anno Produzione energica attesa: 20.000 kWh/anno

Campo fotovoltaico Campo fotovoltaico: composto da n.2 stringhe in parallelo N. moduli 40 Potenza 3400Wp Tensione max 360V Corrente max 9.44° Superficie 24.8mq L’intero generatore conta 6 campi FV

Generatore fotovoltaico Modulo - Potenza 85Wp - Tensione Max 18V - Corrente Max 4.72° - Superficie 0.62mq Stringa (moduli in serie) - N. moduli 20 - Potenza 1700Wp - Tensione Max 360V

Quadri di campo Ad ogni quadro sono connessi 3 campi Componenti: 6 sezionatori di stringa scaricatori per sovratensioni atmosferiche 3 interruttori di inverter

Dimensionamento strutturale Struttura in acciaio zincato Zavorre in collegamento cementizio Zavorra anteriore 150Kg Zavorra posteriore 300Kg

Costi a confronto MWH: Ore di utilizzo all’anno degli impianti Costo senza Co2 (euro x MWh) Costo della Co2 Costo totale Eolico 1.800- 2.100 66- 101 Fotovoltaico 1.000- 1.400 255- 607 255-607 Solare termodinamico 2.000- 2.700 193-362 193- 362 Gas ciclo combinato 4.500- 6.500 52- 133 9- 18 61- 151 Carbone 5.000- 7.500 38- 83 19- 38 57- 121 nucleare 7.600- 8.000 44- 67

Vantaggi Estrema semplicità impiantistica Emissioni (quasi) 0 durante l’esercizio Costi di gestione e manutenzione ridotti

Svantaggi Rendimenti ridotti Costi di realizzazione Consumo di suolo rilevante Energia solare intermittente, variabile

Futuro Reti intelligenti per sfruttare vento e sole