Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI (COMPLETA)

No description
by

Tecnologia Online

on 1 January 2018

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI (COMPLETA)

FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI
ENERGIA IDROELETTRICA
Una
massa di acqua
in
movimento
possiede una certa quantità di
energia
, capace di
compiere un lavoro
:....
1.
grandi altezze
di caduta: tramite
condotte forzate
che fanno precipitare l'acqua per centinaia di metri con
getti violentissimi
;
Solitamente, per le centrali idroelettriche, si costruiscono delle
grandi dighe
che sbarrano i fiumi e raccolgono le acque in
grandi
bacini artificiali
.
Le
centrali idroelettriche a pompaggio
hanno anche un
bacino a valle
nel quale viene
raccolta l'acqua
utilizzata per far girare la turbina (invece che restituirla in alveo) ed il loro ...
LA CENTRALE IDROELETTRICA
...per esempio quello di muovere la ruota di un
mulino
ad acqua, o una
turbina idraulica
di una centrale idroelettrica.
Lo
sfruttamento dell'energia
dell'acqua si ottiene in due modi:
2.
grandi volumi
di acqua: quelli dei
fiumi
che, anche se "cadono" da pochi metri, hanno
una
grandissima forza
.
...generatore di corrente
può funzionare anche come
motore
il quale, durante la
notte
, pompa l'acqua del bacino inferiore in quello superiore per riutilizzarla il giorno successivo.
ENERGIA GEOTERMICA
ENERGIA EOLICA
ENERGIA SOLARE
ENERGIA DALL'OCEANO
ENERGIA DA BIOMASSE
ENERGIA DAI RIFIUTI
Quelli invece ad
alta temperatura,
che si trasformano in
vapore
, possono essere utilizzati nelle
centrali geotermoelettriche
.
ENERGIA IDROELETTRICA
- È
rinnovabile
e assolutamente
pulita
.
- Durante la notte, quando la domanda di energia è minore, l’acqua di alcuni impianti specializzati può essere pompata verso l’alto, per essere poi
riutilizzata
nei momenti in cui c’è
bisogno di energia
.
PRO
CONTRO
- È
disponibile solo
dove esistono fiumi e bacini idrici naturali o artificiali.
- I bacini artificiali possono avere un notevole
impatto
ambientale
, modificando l’equilibrio idrogeologico e gli
ecosistemi.
- In caso di
incidenti
alle dighe, si possono causare
gravi danni alle popolazioni.
ENERGIA GEOTERMICA
- È praticamente
inesauribile
, purché piova;
- Non produce gas che causano l’effetto serra, né
inquina
;
- La
reiniezione
dei fluidi già usati nel sottosuolo consente il recupero degli scarti e una certa indipendenza dalle piogge;
- Può essere utilizzata non soltanto per produrre
energia

elettrica
, ma anche
calore
per riscaldare le case o le serre,
come avviene, ad esempio, in Islanda.

PRO
CONTRO
- Soltanto
alcune

zone
del Pianeta consentono l’utilizzo
dell’energia geotermica.
- Nel sottosuolo sono molto più abbondanti le acque
con
temperature di 60'-70'
rispetto a quelle ad alta
temperatura che possono far funzionare le centrali
Nel
1904
a
Larderello
(Pisa)
Piero Ginori Conti
installò il
primo

generatore

elettrico
mosso dal vapore di un soffione.
I fluidi a
bassa temperatura
sono adatti per il
riscaldamento
di edifici e di serre.
Se le
acque piovane
o dei
fiumi
si
infiltrano
nel suolo permeabile, fino ad incontrare lo strato impermeabile e caldo, esse si
riscaldano
.
La temperatura che queste acque raggiungono può variare da soli
50'÷60'C
fino ad alcune
centinaia di gradi
.
Un
giacimento

geotermico
nasce dove la crosta terrestre comprende delle
zone calde
relativamente
vicine alla superficie
, là dove si trova del
magma
(massa di minerali e di gas ad alta temperatura).
L’energia del vento, o eolica, è stata sfruttata sin dai tempi più antichi, per
navigare
e per muovere le pale dei
mulini
utilizzati per macinare i cereali.
La macchina che trasforma l’energia del vento in
energia elettrica
è il
generatore eolico
.
ll componente essenziale di un generatore eolico è il
rotore
, costituito da un certo numero di
pale
che,
girando
grazie al vento, azionano un
generatore elettrico.
- I generatori di
piccola taglia
hanno rotori del diametro di
12÷20 m
e una potenza variabile da
20 a 100 kW.
Sono utilizzati generalmente da piccole aziende industriali o agricole che si trovano in zone isolate.
- Le macchine di
media taglia
hanno potenze dai
100 ai 1000 kW
e rotori del diametro di
20÷50 m
.
- Le macchine di
grande taglia
hanno una capacità da
1000 a 4000 kW
(da 1MW a 4MW) e rotori del diametro da
50 a oltre 100 m
.
Più aerogeneratori collegati insieme formano le
wind-farm
(fattorie del vento), vere e proprie
centrali elettriche
.
Tra due aerogeneratori va mantenuta una
distanza
di cinque-dieci volte il diametro delle pale.
Per evitare possibili
interferenze
sulle telecomunicazioni o la formazione di
campi elettromagnetici
bisogna mantenere le giuste
distanze
fra l’aerogeneratore e ponti radio, apparati di navigazione aerea e televisori.
Hanno iniziato a diffondersi gli
impianti eolici offshore
, installati in
mare aperto
, ad alcuni chilometri dalla costa. Presentano numerosi
vantaggi
:
- in mare c’è molto
spazio
libero;
- c’è una
maggiore quantità di vento
, che soffia in maniera più
continua
e con maggiore
intensità
;
●- non ci sono vincoli legati al
paesaggio
;
●- non ci sono problemi legati al
rumore
.
I generatori più moderni sono
silenziosi
e producono solo un lieve sibilo.
Il terreno sottostante può essere impiegato per l’
agricoltura
e la
pastorizia
.
Finora, venivano installati su dorsali ventosi, in cima a colline o sulle coste del mare, creando perplessità dal punto di vista del
paesaggio
.
I
costi
però sono
superiori
rispetto agli impianti di terra (fondamenta più costose e protezione dagli effetti corrosivi di sale e acqua).
Attualmente le turbine eoliche sono
appoggiate al fondo del mare
, a
profondità limitate
. Sono allo studio turbine
galleggianti
installate su siti marini molto profondi, sfruttando le stesse tecnologie delle piattaforme petrolifere.
ENERGIA EOLICA
- L’energia del vento è
gratuita, inesauribile,
non produce residui e
non inquina.
PRO
CONTRO
- il vento ha, di solito, una bassa potenza e un’intensità irregolare, può cambiare di direzione o mancare del tutto
- Solo alcune località sono adatte all’utilizzo dell’energia
eolica.
- Gli impianti sono ancora costosi e necessitano di ampie
superfici

Le fonti RINNOVABILI sono
quelle che la natura fornisce sempre e liberamente:
SOLE
ACQUA
VENTO
MATERIALE ORGANICO
Sono ILLIMITATE nel tempo
Abbiamo già visto che:
CARATTERISTICHE DELL'ENERGIA SOLARE
L'energia solare è una fonte di energia
inesauribile
e
rinnovabile
, ma presenta alcune
difficoltà nel suo utilizzo
perché:
Possiamo
sfruttare
l'energia solare in
3
modi:
1.
produzione di
calore a bassa temperatura
2.
produzione di
calore ad alta temperatura
3.
conversione
fotovoltaica
- è
intermittente
e variabile, in quanto è legata all'alternarsi del
giorno

e
della
notte
e al variare delle
stagioni
: non è ancora stato inventato un modo efficiente per
accumularla
nei momenti di massima produzione per utilizzarla nei momenti in cui essa è scarsa.
- non è
diffusa

uniformemente
, alcune zone della terra sono più favorite rispetto ad altre perché vengono maggiormente colpite dall'irraggiamento solare.
PRODUZIONE DI CALORE A BASSA TEMPERATURA
PRODUZIONE DI CALORE AD ALTA TEMPERATURA
CONVERSIONE FOTOVOLTAICA
ENERGIA SOLARE
- È gratuita, inesauribile, diffusa in
tutto il mondo.
- Non inquina e non produce residui.
- È adatta anche per usi di tipo
domestico (pannelli solari e
fotovoltaici sui tetti delle case).
PRO
CONTRO
- È una fonte discontinua: non è disponibile di notte e
quando è nuvoloso.
- Gli impianti solari sono ancora costosi.
- Per produrre grandi quantità di elettricità è necessario
coprire grandi aree con pannelli fotovoltaici o specchi.
Per la produzione di calore a basse temperature (cioè
inferiori ai 100'C
) vengono utilizzati
pannelli

solari
piani o collettori solari che funzionano sfruttando il principio dell’
effetto serra
.
...che●per il
riscaldamento
di case, uffici, scuole e per usi agricoli e industriali, anche se spesso, nella stagione invernale, il
calore solare non è sufficiente
allo scopo...
I settori di applicazione riguardano la
produzione di acqua calda
da utilizzare sia per usi
sanitari
, soprattutto nelle abitazioni,...
...ed è necessario
integrare
l’impianto ad energia solare con quelli tradizionali a combustibile, che entra in funzione in caso di necessità.
Anche detto
SOLARE TERMODINAMICO
, comprende due differenti tecnologie per raggiungere temperature
superiori ai 500'C
con le quali produrre vapore per generare energia elettrica:
1. IMPIANTI A TORRE
2. IMPIANTI A COLLETTORI PARABOLICI LINEARI
Questo impianto è costituito da centinaia di
specchi
piani che
inseguono il moto del Sole
e riflettono i suoi raggi su di un ricevitore montato in cima a una
torre
.
I
problemi
di questo impianto sono le
dimensioni
eccessive della torre solare e la
difficoltà di concentrare
le radiazioni solari sul ricevitore alla sua sommità.
Questa tecnologia è attualmente la
più

avanzata
per la
produzione di energia elettrica
dal sole.
Da circa
20 anni
sono in funzione in
California
, nel deserto del Mojave, nove grandi impianti termoelettrici solari di questo tipo.
In Italia è stato realizzato il
Progetto

Archimede
, ideato dal prof.
Rubbia
(Premio Nobel per la Fisica), che andrà ad incrementare di 20 Megawatt la potenza dell’impianto termoelettrico di Priolo Gargallo (Siracusa), sito scelto grazie all'alta insolazione annuale.
Le
celle fotovoltaiche
, o pile solari,
trasformano direttamente
l’energia luminosa dei
raggi solari
in
energia elettrica
, grazie a quello che chiamiamo
EFFETTO FOTOELETTRICO
, per il quale una
piastra metallica, esposta alla luce, emette cariche elettriche
(elettroni).
La piastra è formata da materiali semiconduttori come il
silicio
; ogni
cella
, un quadrato di 10 cm di lato, fornisce una
potenza di 1,5 watt
: per ottenere potenze superiori è necessario
collegare

più celle
tra loro, a formare un
modulo
; più moduli formano un
pannello
, più pannelli una
stringa
, più stringhe un
campo
.
Gli impianti fotovoltaici producono
corrente continua
,
i nostri dispositivi però utilizzano
corrente alternata
: occorre quindi un
inverter
che
trasformi
la corrente da continua ad alternata.
SISTEMI ISOLATI
Gli impianti fotovoltaici sono molto utili quando occorra fornire elettricità ad
abitazioni lontane dalla rete di distribuzione elettrica
, come quelle sulle isole minori, o quelle situate in zone montane e nelle riserve naturali. È necessario però
immagazzinare
una parte dell’energia elettrica prodotta durante il giorno per
utilizzarla di notte
: a questo scopo si utilizzano generalmente degli
accumulatori al piombo
.
SISTEMI COLLEGATI ALLA RETE
Sono impianti stabilmente
collegati alla rete di distribuzione 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
. Viceversa, se il sistema fotovoltaico produce energia elettrica
in più, l
a parte eccedente viene trasferita alla rete
.

Le
MAREE
sono movimenti alterni e periodici di
grandi masse di acqua
, causati da fenomeni di
attrazione della Luna e del Sole.
Questo "
salto
" d'acqua può essere usato per
produrre energia elettrica
.
1.
catturare l’energia delle
ONDE
2.
utilizzare l’energia delle
MAREE
3.
sfruttare le
CORRENTI MARINE
4.
sfruttare l’
ENERGIA TERMICA

posseduta dall’acqua
L’
OCEANO
è una riserva inesauribile di energia: per catturarla e
TRASFORMARLA in ENERGIA ELETTRICA

si stanno sperimentando diversi metodi:
ENERGIA dalle ONDE
Le onde,
generate dal vento che soffia
sulla superficie del mare, possono viaggiare per migliaia di chilometri senza perdite significative: le onde generate da una tempesta in mezzo all’Atlantico viaggeranno sino alle coste dell’Europa quasi senza perdere la loro energia.
Questa enorme forza può essere sfruttata in 2 modi per
produrre energia elettrica.
2. OSCILLAZIONE
di una
COLONNA d'ACQUA
, in inglese OSCILLATING WATER COLUMNS (OWC): impianti che generano elettricità sfruttando il movimento delle onde che entrano in una specie di
pozzo
o
fossato
appoggiato a scogliere.
1.
Sfruttare il
MOVIMENTO
di
STRUTTURE GALLEGGIANTI
sistemate in mare aperto
Il
PROGETTO PELAMIS
, che prende il nome da un serpente di mare, è composto da una struttura articolata, formata da
sezioni cilindriche semisommerse
, unite tra loro da
giunti oscillanti
.
Collegando
insieme molte di queste strutture si può costruire una
“fattoria di onde”
.
ENERGIA da MAREE e CORRENTI MARINE
Negli oceani è
immagazzinata
una grande quantità di
energia
termica; ogni giorno essi assorbono dal Sole una quantità di energia pari a quella fornita da 250 miliardi di barili di petrolio.
I sistemi in grado di
convertire l’energia termica dell’oceano in energia elettrica,
sono chiamati in inglese
Ocean Thermal Energy Conversion Systems.
ENERGIA TERMICA dall'OCEANO
Le centrali di questo tipo si chiamano
MAREOMOTRICI
. Quella della foto si trova in Francia, all'estuario del fiume Rance sulla Manica. Gli estuari sono molto adatti specie quando il
dislivello
delle maree raggiunge fino ai
13 mt
.
Nell’aprile del 2008 è stato inaugurato nelle acque del Strangford Narrows d’Irlanda il
SISTEMA SEAGEN
, che, da ogni turbina, riesce a produrre la corrente elettrica necessaria per un anno a 1.100 abitazioni.
Gli impianti
OTEC
però possono funzionare solo dove vi sia una significativa
differenza di temperatura tra l’acqua di superficie e quella di profondità
durante tutto l’anno: per questo sono indicate soltanto le
regioni tropicali
; sono inoltre ancora
poco redditizi
e risentono del
corrosivo
clima marino.
1. BIOGAS
Le
BIOMASSE
sono materie prime
rinnovabili
ricavate da
scarti
e
residui
di attività agricole, zootecniche e forestali, o da
coltivazioni appositamente create
.
Il loro contributo nella produzione di
energia elettrica
è molto alto nei Paesi più poveri o in via di sviluppo (80-90%) e piuttosto basso nei Paesi sviluppati (4%).
I
rifiuti

organici degli animali e gli scarti agricoli
, sottoposti a
fermentazione
grazie all'azione di
batteri anaerobici
, producono dei
liquami
che vengono trasformati in gas detto
BIOGAS
, composto per il
60-70% da metano
ed utilizzabile quindi sia come
combustibile
, che come
carburante
, che nelle centrali per produrre
energia elettrica
, specie nei Paesi in via di sviluppo come India e Cina.
I residui della fermentazione sono invece usati come
FERTILIZZANTI
.
2. BIOETANOLO
È un combustibile a base
alcolica
prodotto dalla
fermentazione
e
distillazione
di biomasse ricavate sia da residui e scarti agricoli e alimentari, sia da coltivazioni apposite, soprattutto di mais, ma anche grano, canna da zucchero e altre ancora.
Per essere utilizzato va
miscelato con della benzina;
si ottengono due diversi
carburanti
:
-
E10
: formata dal
10% di etanolo
e dal
90% di benzina
, utilizzabile nei
motori a benzina
normali.
-
E85
: formata dall’
85% di etanolo
a dal
15% di benzina
, utilizzabile in
motori predisposti
.
3. BIODIESEL
Procedimento per produrre
biodiesel dai semi di colza
È un combustibile che può essere prodotto da
oli vegetali
(semi di mais, girasole, colza, soia, palma da olio...) e persino da
grassi riciclati
.
È sicuro e
biodegradabile
e può contribuire a
ridurre l’inquinamento
dell’aria.
Per essere utilizzato come
carburante
va miscelato con
GASOLIO
: una miscela formata dal
20% di biodiesel
e dall’
80% di gasolio
, chiamata
B20
, può essere utilizzata
normalmente nei motori diesel
senza bisogno di modifiche.
ENERGIA dalle BIOMASSE
- sono fonti rinnovabili.
- permettono di riutilizzare
rifiuti e scarti
- non sono responsabili
dell'effetto serra
- contribuiscono a ridurre
l'inquinamento da CO2
PRO
CONTRO
- possono soddisfare solo parzialmente il fabbisogno energetico.
- le coltivazioni necessitano di enormi estensioni di terreno,
sottratto alle coltivazioni destinate all'alimentazione, i cui
prodotti aumentano quindi di prezzo
- possono determinare un aumento delle deforestazioni

Oltre che come
combustibile
nelle
centrali elettriche
è possibile usare le biomasse per ricavare:
1. BIOGAS
2. BIOETANOLO
3. BIODIESEL
Gli oggetti che l’uomo costruisce e utilizza, così come i residui delle attività industriali, artigianali, agricole e dei consumi dei cittadini sono destinati, prima o poi, a diventare rifiuti.
I rifiuti utilizzati nei termovalorizzatori devono subire alcuni trattamenti per
eliminare

i materiali non combustibili
(vetro, metalli, inerti) e la parte umida” (scarti alimentari e agricoli).
ENERGIA dall'OCEANO
- sono fonti rinnovabili e inesauribili
- anche se incostanti non dipendono dalle condizioni atmosferiche
- non inquinano
PRO
CONTRO
- alti costi degli impianti e della loro manutenzione
- rendimento energetico molto basso
- possono danneggiare l'ecosistema marino
I rifiuti possono avere diverse destinazioni:
- finire nelle
discariche
(quella peggiore)
- essere raccolti in maniera
differenziata
per essere
riciclati
, evitando l'estrazione di nuove risorse naturali
ENERGIA dai RIFIUTI
- è una risorsa rinnovabile
- meno rifiuti inviati alle discariche
- riduzione dell’inquinamento
del territorio e delle falde acquifere
- emissione di fumi non nocivi
- produzione di energia elettrica
- produzione di energia termica
PRO
CONTRO
- alti costi degli impianti
- rendimento energetico molto basso
- inquinamento se filtraggio dei fumi non funziona bene
- smaltimento ceneri residue (dal 10 al 30% del prodotto iniziale)
- resistenza delle popolazioni all'installazione dei
termovalorizzatori nel proprio territorio

- essere utilizzati per
produrre

energia
: la combustione ad alta temperatura (incenerimento) effettuata in
TERMOVALORIZZATORI
può fornire
energia elettrica e termica
.
Il
Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR)
è un combustibile solido triturato secco, ottenuto dal trattamento dei
rifiuti solidi urbani (RSU),
raccolto generalmente in blocchi cilindrici denominati
ECOBALLE
.
Full transcript