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Transcript

Fonti di energia

Combustibili Fossili

Fonti rinnovabili

Sono presenti in natura

in quantità illimitata o

possono rigenerarsi in tempi brevi

Rinnovabili

(vengono definite anche ILLIMITATE)

Acqua

Sfruttando il movimento

dell'acqua si ottiene

energia idroelettrica

Acqua

Esistono diversi

tipi di centrale idroelettrica

Centrale a serbatoio

Vengono costruite in montagna.

Prevedono la costruzione di un bacino di contenimento (DIGA).

L'acqua che cade dall'alto fa girare una TURBINA, che aziona

un ALTERNATORE che produce ENERGIA ELETTRICA.

CENTRALE A

SERBATOIO

Centrale di generazione a pompaggio

E' identica alla centrale a serbatoio.

Durante il giorno l'acqua scende e produce energia elettrica.

Di notte l'acqua viene aspirata e fatta risalire in montagna.

Il giorno dopo, il ciclo ricomincia.

CENTRALE DI

GENERAZIONE

A POMPAGGIO

Centrale fluviale

Sfrutta il naturale movimento dell'acqua dei fiumi.

L'acqua che scorre fa girare una TURBINA, che aziona

un ALTERNATORE che produce ENERGIA ELETTRICA.

CENTRALE

FLUVIALE

Centrale a maree

Sfrutta il movimento del mare dovuto alle maree.

L'acqua viene accumulata in bacini durante l'alta marea

e viene rilasciata durante la bassa marea.

A questo punto l'acqua fa girare una TURBINA, che aziona

un ALTERNATORE che produce ENERGIA ELETTRICA.

CENTRALE

A MAREE

Centrali idroelettriche in Italia

CENTRALI IDROELETTRICHE IN ITALIA

Gli impianti italiani alimentati ad acqua ha raggiunto quota 4.331 alla fine del 2018, in grado di coprire il 15% del fabbisogno energetico nazionale.

Sole

Sfruttando il calore e la luce

del sole si possono ottenere

energia termica e energia elettrica

Sole

Pannelli solari termici

PANNELLI

SOLARI TERMICI

In genere si utilizzano a livello domestico

(cioè per singole case).

Sono pannelli che, sfruttando il calore del sole, permettono di accumulare acqua calda che viene utilizzata all'interno dell'abitazione, sia per il riscaldamento,

sia per uso sanitario (doccia, ecc.).

Pannelli solari fotovoltaici

PANNELLI

SOLARI FOTOVOLTAICI

In genere si utilizzano a livello domestico

(cioè per singole case).

Sono pannelli ricoperti di celle fotovoltaiche in grado di trasformare la luce del sole in corrente elettrica (cioè un flusso di elettroni lungo un conduttore).

centrali solari a concentrazione

centrali fotovoltaiche

Centrali solari

CENTRALI

SOLARI

Esistono diversi tipi di centrali solari:

A) centrali fotovoltaiche: trasformano la luce del sole in energia elettrica

Utilizzano grandi quantità di pannelli fotovoltaici.

B) centrali solari a concentrazione: sfruttano il calore del sole per azionare un gruppo turbina/alternatore e produrre energia elettrica. La centrale è costituita da specchi parabolici fissi che concentrano il calore su un tubo con un fluido all'interno. Il fluido trasmette il suo calore ad una caldaia con acqua che genera il vapore.

C) centrali solari a specchi piani: sfruttano il calore del sole per azionare un gruppo turbina/alternatore e produrre energia elettrica. La centrale è costituita da specchi piani fissi che concentrano il calore su una torre centrale con una caldaia in cima. L'acqua nella caldaia si scalda e genera il vapore

centrali solari a specchi piani

Vento

Vento

Il vento genera energia eolica.

Le torri eoliche sono in grado di

trasformare l'energia del vento

in energia elettrica.

Esistono diversi

tipi di parchi eolici

Torri eoliche

Le torri eoliche sono formate da torri alte 50-100 metri,

con pale di diametro fino a 100 metri.

Le pale catturano il movimento del vento, lo trasmettono

al rotore che fa girare l'alternatore dentro alla navicella,

generando corrente elettrica.

Parchi eolici

I parchi eolici sono centrali costituite da torri eoliche collegate fra loro.

Per progettare un parco eolico bisogna tenere conto di:

- ventosità della zona

- distanza da zone abitate

- distanza tra le singole torri eoliche

Il parco eolico più grande d'Italia si trova in Sardegna ed è in grado di produrre 330 GWh (Gigawattora) all'anno

Parchi eolici

N.b.: 1 Gigawattora corrisponde a 1 milione di Kilowattora

Parchi eolici terrestri

Sono parchi eolici costruiti sulla terraferma in zone montuose, collinari, in pianura, ma anche vicino alle coste marittime.

Parchi eolici terrestri

Parchi eolici marini

Vengono definiti anche offshore.

Sono parchi eolici costruiti in mare a qualche decina di chilometri dalla costa. La base della torre è ancorata al fondale, ma esistono anche dei prototipi galleggianti.

Parchi eolici marini

Geotermia

La geotermia riguarda l’energia che può essere estratta sotto forma di calore dal sottosuolo. Penetrando in profondità nel sottosuolo, la temperatura aumenta di 3°C ogni 100 metri.

Geotermia

Esistono diversi

modi di sfruttare i giacimenti geotermici

Giacimenti geotermici

Giacimenti

geotermici

In alcuni luoghi del mondo l'acqua delle falde sotterranee

entra in contatto con il forte calore delle rocce ad alte temperature.

L'acqua così riscaldata risale in superficie, sia allo stato liquido, ma anche in forma di vapore.

In questo modo si formano i giacimenti geotermici, che possono essere di due tipi: giacimenti ad acqua calda o giacimenti di vapore.

Giacimenti a vapore

I giacimenti a vapore vengono sfruttati nelle centrali geotermiche.

Il vapore prelevato dal sottosuolo tramite tubature (vapordotti) viene convogliato all'interno della centrale. Il vapore in pressione viene spinto verso una turbina che girando aziona un alternatore, generando energia elettrica. La prima centrale geotermica del mondo, ancora in funzione, è stata costruita in Toscana nel 1904.

Giacimenti

a vapore

Giacimenti ad acqua calda

I giacimenti ad acqua calda (temperatura 50-60°C) vengono sfruttati per il riscaldamento di abitazioni e serre, ma vengono utilizzati soprattutto negli impianti termali.

Giacimenti

ad acqua calda

Impianto termale a Grindavik, Islanda

Impianto termale a Saturnia, Italia

Impianti geotermici domestici

Il principio della geotermia viene sfruttato anche per realizzare impianti di riscaldamento nelle singole case.

Non è necessaria la vicinanza di un giacimento geotermico.

In pratica tubature con un fluido scendono in profondità e rubano il calore al terreno, poi riscaldano dell'acqua in un serbatoio di accumulo. L'acqua calda viene poi distribuita ai vari impianti (riscaldamento, bagno, ecc.).

Impianti geotermici domestici

Biomasse

Con il termine biomasse si indicano una serie di materiali di origine biologica, che possono essere utilizzati per ricavare energia elettrica, energia termica e carburanti.

Biomasse

Esistono diversi

modi di sfruttare le biomasse

Tipi di biomasse

Le biomasse comprendono:

- scarti di legnami

- ramaglie e residui di attività agricole e forestali

- scarti delle industrie alimentari

- liquidi reflui derivanti dagli allevamenti

- piante specificamente coltivate

Centrali termoelettriche

Centrali

termoelettriche

Le centrali termoelettriche a biomasse sono spesso

centrali di cogenerazione, cioè sono centrali in grado di produrre contemporaneamente energia elettrica e calore che viene usato per il riscaldamento delle abitazioni.

Nella centrale si bruciano biomasse, che riscaldano l'acqua di una grande caldaia. Il vapore prodotto fa girare una turbina, che azione un alternatore che produce energia elettrica. Anche il calore prodotto viene recuperato con tubature ed utilizzato.

Carburanti biologici

Esempi di carburanti biologici sono:

- bioetanolo: ricavato dalla fermentazione di piante come barbabietole e cereali. Viene usato come carburante nei trasporti e combustibile per il riscaldamento.

- biodiesel: ricavato dalla spremitura di piante oleose come girasole e colza. Può essere miscelato al gasolio ricavato dal petrolio fino al 30%

Carburanti biologici

Biogas

Il biogas viene prodotto in un impianto chiamato fermentatore, all'interno del quale si inseriscono liquami animali, letame, scarti vegetali e agricoli, cereali, forsu*. Nel fermentatore, in assenza di ossigeno e a temperatura controllata, i batteri degradano le sostanze organiche. Da tutto il processo si ricavano: biogas, calore e digestato (fertilizzante). Il biogas viene raffinato e diventa biometano.

Biogas

*Forsu: frazione umida

del rifiuto solido urbano

Fonti non rinnovabili

Sono presenti in natura

in quantità limitata e si rigenerano in tempi lunghissimi

Non Rinnovabili

(vengono definite anche LIMITATE o ESAURIBILI)

Uranio

L'uranio è un metallo che si ricava dall'uranite, un minerale che contiene due tipi di elementi:

- Uranio 238 (uranio comune)

- Uranio 235 (uranio radioattivo)

Uranio

Nella produzione di

energia nucleare

si utilizza l'uranio 235

Energia nucleare

L'energia nucleare è l'energia liberata durante la trasformazione del nucleo di un atomo. Per liberare quest'energia esistono due tipi diversi di processi:

- fissione nucleare (divisione di un nucleo di un atomo)

- fusione nucleare (unione di nuclei di atomi)

Nel processo di fissione si utilizza l'uranio 235, mentre nel processo di fusione si utilizza l'idrogeno.

Qui parleremo di fissione nucleare.

Energia

nucleare

Fissione nucleare

Fissione

nucleare

Nel processo di fissione nucleare, un neutrone vine sparato contro un nucleo di uranio 235. Il nucleo di uranio 235 si spacca in frammenti più piccoli, liberando energia e altri neutroni liberi.

Questi neutroni liberi vanno a colpire altri nuclei di uranio 235, con una reazione a catena che libera sempre più energia: l'energia nucleare.

Centrale elettronucleare

Nella centrale elettronucleare l'energia liberata dal processo di fissione viene usata per scaldare acqua e generare grandi quantità di vapore. Il vapore poi aziona una turbina, che fa ruotare un alternatore, producendo energia elettrica.

Il vapore utilizzato viene poi eliminato tramite le torri di raffreddamento.

Centrale

elettronucleare

Petrolio

Si veda

presentazione

specifica

Petrolio

Gas naturale

Si veda

presentazione

specifica

Gas naturale

Gas naturale

Si veda

presentazione

specifica

Carbone

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