Tecnologie Per Le Fonti Rinnovabili

TECNOLOGIE PER LE FONTI RINNOVABILI

Oggi, oltre l’80% dell’energia utilizzata nel mondo viene prodotta bruciando combustibili fossili, quali petrolio, carbone e metano.

Problemi quali il deterioramento delle risorse, la perdita della biodiversità, la produzione di rifiuti, l’inquinamento prodotto dall’impiego dei combustibili fossili stanno però “obbligando” l’uomo a tornare sui suoi passi per migliorare la sua permanenza sulla Terra.

Le fonti “rinnovabili” di energia sono quelle fonti che, a differenza dei combustibili fossili e nucleari destinati ad esaurirsi in un tempo definito, possono essere considerate inesauribili e meno dannose per l’ambiente.

Per la legge:

Il Decreto legislativo 387 del 29 dicembre 2003 (attuazione della DIRETTIVA 2001/77/CEE) all’ articolo 2 definisce:

fonti energetiche rinnovabili o fonti rinnovabili: le fonti energetiche rinnovabili non fossili (eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, maremotrice, idraulica, biomasse, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas). In particolare, per biomasse si intende: la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.

In questo elaborato si è cercato di esaminare nello specifico:

Energia idroelettrica

Energia eolica

Energia geotermica

Energia solare

termica

fotovoltaica

ENERGIA IDROELETTRICA

l’energia che sfrutta il movimento delle masse d’acqua per produrre energia cinetica e convertirla, grazie all’ utilizzo di un alternatore applicato ad una turbina, in energia elettrica.

La prima diga a noi nota fu costruita verso il 4000 a.C. in Egitto, allo scopo di deviare il corso del Nilo ed edificare la città di Menfi

La trasformazione di energia cinetica dello scorrere dell'acqua in energia meccanica, se inizialmente permise di fare girare le macine mediante ruote a pale immerse per metà nel fiume, venne poi applicata per azionare ogni genere di macchinario.

L'energia ricavata da questi sistemi era di fondamentale importanza in quanto valida alternativa al lavoro di uomini e animali.

Tipologie di impianti

a bacino naturale

o artificiale

ad accumulo o a serbatoio

ad acqua fluente

impianti inseriti in condotte elettriche micro-idroelettrico

L' Italia , essendo sprovvista di ingenti quantità di materie prime e combustibili fossili, ha enormemente sfruttato il proprio potenziale idroelettrico

Non sembra quindi essere un settore capace di espandersi ulteriormente

I GHIACCIAI

Risorsa fondamentale per la

produzione di energia idrica

Lo stato dei ghiacciai in Italia non è dei più rassicuranti: se la tendenza attuale non subirà variazioni, la maggior parte dei ghiacciai italiani scomparirà nel giro di pochi decenni e con essa anche un'importante risorsa energetica .

L'energia originata dai ghiacciai è "pulita", poichè la sua produzione non emette sostanze inquinanti, ma non per questo non ha ripercussioni sull'ambiente

l'energia idroelettrica suggerisce alla nostra mente l'idea di fonte energetica pulita, eco-compatibile e soprattutto rinnovabile. L'impatto di una grande diga e del suo invaso o di una centrale idroelettrica sul paesaggio non sono certo trascurabili e non si tratta soltanto di impatto visivo

l'utilizzo di una fonte energetica apparentemente "pulita" può trasformarsi, se non gestito in modo responsabile e attento, in un apporto di gravi danni all'ambiente.

Una possibile soluzione

la tendenza degli ultimi anni è quella di abbandonare progressivamente la costruzione di grandi impianti a favore di impianti idroelettrici di

piccole

dimensioni,

i micro-hydro

IL MARE

Altra fonte da cui attingere per produrre energia idroelettrica è il mare. In linea di principio è possibile convertire almeno cinque tipi di energia presenti nel mare: quella delle correnti, delle onde, delle maree, delle correnti di marea e del gradiente termico tra superficie e fondali.

Attualmente esiste solo un

impianto per lo sfruttamento

delle maree in Francia.

Forse la strada

percorsa nel futuro

sarà proprio questa

FONTI

http://www.retecologica.it/retecologica/index.cfm?id=1812

http://www.energoclub.it/doceboCms/page/18/i droelettrico_mini_idro_micro_idro.html

http://www.aiig.it/Un%20quaderno%20per%20l’ ambiente/offline/energia-idroel.htm

http://www. eniscuola .net/speciali. aspx ?id=80

http://www.energoclub.it/doceboCms/page/12/idroelettric o_energia_dal_mare.html

L’ENERGIA EOLICA

L'eolico è una tecnologia in grado di trasformare l'energia cinetica del vento in energia elettrica.

Attualmente viene per lo più convertita in elettrica tramite una centrale eolica.

Prima tra tutte le energie rinnovabili per il rapporto costo/produzione.

Per poter utilizzare l’energia eolica per fini energetici bisogna conoscere molte norme: le variazioni diurne, notturne, stagionali, le velocità del vento, l’intensità delle raffiche…ecc..

AEROGENERATORI

I moderni mulini a vento sono chiamati Aerogeneratori.

Il principio di funzionamento è lo stesso; il vento spinge le pale. Ma nel caso degli Aerogeneratori il movimento di rotazione delle pale viene trasmesso ad un generatore che produce elettricità.

Esistono diversi tipi di Aerogeneratori, distinguibili per forma e dimensione;

Per produrre energia elettrica

in quantità sufficiente

è necessario che il luogo

dove si installa

l’Aerogeneratore sia molto

ventoso.

WIND-FARM

Più Aerogeneratori collegati insieme formano le wind-farm, “fattorie del vento”, che sono delle vere e proprie centrali elettriche.

È importante notare che nelle wind- farm, a differenza delle centrali elettriche convenzionali, la parte del territorio non occupata dalle macchine può essere impiegata per l’agricoltura e la pastorizia.

Sono le wind-farm costruite in mare.

Rappresentano un’utile soluzione per quei paesi densamente popolati e con forte impegno del territorio che si trovano vicino al mare.

In Italia non esiste ancora

alcun impianto offshore,

ma è stato calcolato un

potenziale, in grado di

soddisfare il 4% degli

attuali consumi di elettricità.

IMPIANTO OFFSHORE

ASPETTI NEGATIVI

Nella gran parte dei casi i luoghi più ventosi risultano essere le cime ed i pendii di colline e montagne, spesso luoghi dove la natura viene protetta e dove gli impianti eolici risultano visibili anche da grande distanza, con un impatto paesaggistico in alcuni casi non tollerabile.

Generano un lieve inquinamento acustico, che in ecosistemi delicati potrebbe influenzare la vita delle specie animali presenti.

Gli impianti eolici possono essere pericolosi per l'avifauna, uccidendo gli uccelli che vi volano in mezzo. In realtà, gli studi condotti hanno rilevato una mortalità bassissima

TECNOLOGIE

HYmini. Il microgeneratore elettrico che sfrutta l’energia eolica.Con un’ora di pedalata turistica si ottiene energia necessaria per 50 foto in più con la digicamera o 15 minuti in conversazione col cellulare.

Dubai un grattacielo che produce energia. La struttura sarà costituita da 59 piani, staccati l'uno dall'altro, che liberi di ruotare in maniera indipendente grazie alle forze del vento potranno produrre corrente elettrica sfruttando l'energia eolica. Inoltre, attraverso dei pannelli solari, si avrà un'ulteriore fonte energetica che servirà per alimentare la struttura in mancanza di vento.

FONTI

http://www.enea.it/

http://www.energoclub.it/

http://www.wikipedia.it/

http://www.ilportaledelsole.it/

http://ciclismo.oknotizie.alice.it/

http://www.universonline.it/

L' energia geotermica è l'energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e può essere considerata una forma di energia. Si basa sulla produzione di calore naturale della Terra (geotermia) alimentata dall'energia termica rilasciata in processi di decadimento di elementi radioattivi quali l’uranio, il torio e il potassio, contenuti naturalmente all'interno della terra.

Esistono due "geotermie". Quella classica , relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche o vulcanologiche.

Questo tipo di energia viene ricavato attraverso l’uso di centrali geotermiche:

Vantaggi

La geotermia consente di trarre dalle forze naturali una grande quantità di energia rinnovabile e pulita.

Svantaggi

La fonte geotermica riceve in particolar modo due critiche:

-fuoriuscita di vapore e odore maleodorante termali causato dall'idrogeno solforato.

- L'impatto esteriore delle centrali geotermiche può recare qualche problema paesaggistico.

Quella a bassa entalpia , relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva.

La TERRA costituisce una delle più importanti forme di energia rinnovabile. Il terreno infatti, contiene una inesauribile sorgente di calore.

Impianto geotermico:

- sonda geotermica inserita in profondità per scambiare calore con il terreno; - pompa di calore installata all'interno dell'edificio; - sistema di distribuzione del calore "a bassa temperatura" all'interno dell'ambiente

- Sensore orizzontale a forma di serpentina interrato ad una profondita' di 60 cm.

- Sonda verticale la cui profondita' puo' raggiungere i 100 metri, consigliato nel caso in cui la superficie disponibile esterna non risulti sufficiente. Esistono due tipi di sensori a seconda del terreno:

Vantaggi

Installare in un edificio un impianto a sfruttamento geotermico significa ottenere considerevoli risparmi sul riscaldamento e/o la climatizzazione di un edificio.

Un impianto geotermico è ecologico perché non immette nell’atmosfera idrocarburi incombusti, anidride carbonica o altri gas responsabili dell’effetto serra.

Ha ingombri abbastanza limitati, è silenzioso e con un impatto estetico nullo. Gli impianti geotermici possono essere abbinati ad impianti solari fotovoltaici, termici ed eolici, realizzando così delle efficienze.

Limiti:

La geotermia ha fondamentalmente due limiti:

Può essere utilizzata ovunque ad eccezione di quei sottosuoli che si trovano a temperatura superiore ai 35-40°C, oppure nei sottosuoli che presentano cavità naturali (sottosuoli carsici);

Non funziona bene con impianti in cui l’acqua ai terminali supera i 55-60°C. Nella maggioranza dei casi, gli impianti a radiatori lavorano con temperatura di questo ordine di grandezza. Ciò di fatto limita la possibilità di utilizzare la geotermia in interventi di ristrutturazione.

Italia

Tecnologia ormai consolidata in altri paesi, ed introdotta in Italia alcuni anni fa, la geotermia si va diffondendo sempre di più anche nel nostro Paese. La mancanza di installatori qualificati, dotati di conoscenze sufficienti per la corretta installazione di questo tipo di impianti, di fatto limita un mercato dalla potenzialità crescenti.

FONTI

http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermica

http://www.geotermia.org/

http://www.contivalentino.it/geotermica.html

http://www. impiantigeotermici .it/

http://www.impiantogeotermico.it/

http://www.lacombustione.it

L’ENERGIA SOLARE TERMICA

SOLARE TERMICO: termine che indica il sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in energia termica al fine di riscaldare i fluidi utilizzati prevalentemente nell’ambito domestico, civile e produttivo.

IMPIANTI SOLARI TERMICI: Gli impianti solari termici sono dispositivi che permettono di catturare l’energia solare, immagazzinarla e utilizzarla in diversi modi. Questi impianti si suddividono in:

Impianti a basse temperature

Impianti a medie temperature

Impianti ad alte temperature

Ognuno di questi impianti si serve di collettori solari (o pannelli solari) per riscaldare la temperatura dei fluidi.

PANNELLO SOLARE:

Il pannello solare , o collettore solare è il dispositivo più importante su cui si basa questa tecnologia.

I pannelli solari termici permettono di trasformare l’energia solare in energia termica senza utilizzare gas o elettricità.

Questi dispositivi sono impiegati in svariati ambiti quotidiani, come ad esempio per produrre acqua calda per il bagno, per la lavastoviglie e per la lavatrice, ma anche per il riscaldamento oppure per trasformare l’energia solare in energia elettrica.

COME FUNZIONA

Questi dispositivi si basano su un principio molto semplice:

utilizzare il calore proveniente dal Sole per il riscaldamento o la produzione di acqua calda.

Un pannello solare termico (o collettore solare) è composto da un radiatore in grado di assorbire il calore dei raggi solari e trasferirlo al serbatoio di acqua.

La circolazione dell'acqua, dal serbatoio al rubinetto domestico, è realizzata attraverso una circolazione di tipo naturale o forzata.

impianto a circolazione naturale impianto a circolazione forzata

QUANTO TEMPO OCCORRE PER RISCALDARE L’ACQUA?

Un pannello solare termico impiega circa 10 ore per riscaldare l'acqua del serbatoio.

Il periodo di tempo necessario è variabile in base all'esposizione solare, alla stagione, alle condizioni meteorologiche e alla latitudine.

Nelle ore notturne è possibile utilizzare l'acqua riscaldata nelle ore del giorno. Una volta esaurita occorrerà attendere di nuovo il sorgere del sole e le ore necessarie per riscaldare nuovamente l'acqua.

L’ENERGIA SOLARE NELLE ABITAZIONI

L'energia solare ha anche il vantaggio di poter essere prodotta in piccoli impianti domestici.

le tecnologie ad energia solare a circolazione naturale sono migliore forma di investimento per la propria casa ed il più economico.

VANTAGGI DEI PANNELLI SOLARI TERMICI

In primo luogo, i pannelli solari termici permettono di riscaldare l'acqua sanitaria per l'uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità.

In secondo luogo è indubbio un vantaggio economico nell'abbattimento della spesa in bolletta

IL BRASILE PUNA AL SOLARE TERMICO

Il Brasile si lancia nel settore del solare termico. E’ stata, infatti, approvata una legge a San Paolo che impone di installare pannelli solari termici in tutti i nuovi edifici per riscaldare l’acqua.

Iniziativa molto utile perché in Brasile il 47% del consumo casalingo di elettricità è dovuto proprio al riscaldamento dell’acqua.

IN INDIA LA CUCINA SOLARE PIù GRANDE DEL MONDO

Ottantaquattro specchi

parabolici per alimentare

18.000 persone.

La cucina solare più grande del mondo si trova a Taleti, in India e funziona grazie ad immensi specchi che, concentrando la luce solare, riescono ad ottenere temperature superiori ai 640 C°.

Questo è un ottimo esempio di come la tecnologia solare ad alta efficienza può essere applicata su larga scala a favore di progetti sostenibili.

FONTI

http://it.wikipedia.org/wiki/Pannello_solare

http://rinnovabili.it

http://www.rinnovabili.it/il-brasile-punta-al-solare-termico

http://www.gingerandtomato.com/

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente in energia elettrica l'energia associata alla radiazione solare

Il nome deriva espressamente dalle particelle"fotoni" che compongono la luce.

Nella conversione fotovoltaica si sfrutta la capacità di alcuni materiali di liberare elettroni quando sono esposti alla luce.

Dei molti materiali impiegabili per la costruzione dei moduli fotovoltaici, il silicio è in assoluto il più utilizzato

La cella fotovoltaica

La cella fotovoltaica è l'elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico, ma può venire anche impiegata singolarmente in usi specifici

Con più celle collegate si ottiene il modulo fotovoltaico

Il sistema fotovoltaico è basato su moduli fotovoltaici (costituiti a loro volta dalle celle fotovoltaiche in silicio cristallino che trasformano la luce solare in energia elettrica) collegati fra loro in serie in una stringa o in parallelo.

Il generatore fotovoltaico, il cuore del sistema, che produce corrente a tensione continua. Per convertire la corrente continua in alternata (rendendola quindi collegabile alla rete elettrica e utilizzabile nelle nostre case) serve un dispositivo chiamato inverter.

I sistemi fotovoltaici si distinguono in sistemi isolati (stand-alone) e sistemi collegati alla rete (grid connected),

Le prestazioni dei moduli variano in base:

al rendimento dei materiali;

alla tolleranza di fabbricazione percentuale rispetto ai valori di targa;

all’irraggiamento a cui le sue celle sono esposte;

all'angolazione con cui questa giunge rispetto alla sua superficie;

alla temperatura di esercizio dei materiali, che tendono ad "affaticarsaffaticarsi" in ambienti caldi;

alla composizione dello spettro di luce.

I costi del fotovoltaico

dipendono dal tipo di applicazione e installazione, e sono in continua evoluzione.

Negli anni '80-'90 il fotovoltaico è stato vittima del suo iniziale successo nelle calcolatrici da tavolo e nella piccola elettronica di consumo

Come possono essere utilizzati i pannelli solari fotovoltaici?

I sistemi isolati: segnaletica stradale illuminata in località di montagna, il telemonitoraggio (centraline, telecamere ecc.), sistemi di irrigazione nelle aziende agricole, illuminazione nei parchi pubblici, fornitura di energia per case isolate

I sistemi connessi in rete ad esempio sui tetti dei capannoni, nei cortili o nei parcheggi delle aziende, sulle tettoie.

Sistemi anti black-out.

L'integrazione nell'edilizia sostenibile.

Minifotovoltaico. Negli ambienti domestici e condominiali: lampioni . Gazebo solari e piccoli tetti

Vantaggi :

1 riduzione delle perdite dovute alla distribuzione.

2 riduzione della domanda di picco nei mesi estivi, conseguente ad sempre un maggior impiego di condizionatori.

3 risparmio nei materiali di investimento degli edifici.

4 recupero dell’energia termica.

5 utilizzazione come frangisole per le superfici vetrate esposte a sud.

6 .I moduli fotovoltaici stanno inoltre trovando sempre più spazio di diffusione commerciale: illuminazione e segnaletica stradale, ponti radio e ripetitori televisivi, stazioni per la raccolta dati, batterie di servizio di roulotte ed imbarcazioni.

Svantaggi:

1 costi ancora elevati

2 c’è chi sostiene che Il costo dell’elettricità solare potrebbe avvicinarsi, se non impattare, quello dell’elettricità prodotta nelle centrali termoelettriche alimentate a carbone già entro il 2010.

3. Integrazione nei centri storici

Applicazioni

Curiosità

Suntable

Fotovoltaico per militari Tegosolar

E se piove??

L' applicazione pratica di tale fenomeno fisico da parte dei ricercatori francesi prevede l'impiego di un polimero caratterizzato da una superficie piezoelettrica che, in conseguenza delle sollecitazioni provocate dalle gocce di pioggia , converte la relativa energia meccanica incidente in energia elettrica .

Fonti:

www.wikipedia.org

http://www.ilportaledelsole.it/

http://www.enerpoint.it/

http://www.consumocritico.it/

http://www.rinnovabili.it/

http://www.altrenergie.com/

www.enel.it

http://www.ilpiave.it/

Nel dicembre del 1997, per far fronte alla questione ambiente, è stato sottoscritto il protocollo di Kyōto, entrato in vigore risale solamente al febbraio 2005 con il perfezionamento dell’adesione della Russia.

Gli Stati Uniti, responsabili per il 36% del totale delle emissioni, non hanno aderito.

L’Italia col refererendum del 1987, votò NO al nucleare.

Studiosi sostengono che a questa scelta avrebbe dovuto seguire una maggiore attenzione verso le energie rinnovabili portandola a divenire leader in questo settore, cosa che non solo non è avvenuta ma che vede oggi altri Paesi, aventi al tempo aderito al nucleare, sorpassarla.

Per capire quanto il tema ambiente sia oggi sotto le luci dei riflettori basta vedere come le aziende promuovono la loro immagine anche attraverso il CSR (Corporate Social Responsability).

per promuovere la tutela ambientale sono utilizzati anche canali alternativi come fiere, mostre e iniziative .

parlare di energie rinnovabili non sempre vuol dire rispettare l’ambiente come viene istintivo pensare

[…] ogni nuova soluzione tecnologica avrà degli effetti collaterali negativi che dovranno essere controbilanciati.[…] Il cosmo è un sistema complesso, in qualsiasi modo lo si manipoli, qualcos’altro può succedere, che non era stato calcolato. Noam Chomsky .

Nel futuro queste tecnologie verranno sfruttate negli ambiti più disparati cercando di ovviare ai problemi finora descritti. Stiamo tutti ad aspettare sperando che coloro che si occupano di innovazione e produzione di tecnologie alternative facciano ulteriori passi avanti