CEDOCS - Dispensa energia

A scuola di energia
a cura della cooperativa sociale CEDOCS
con il sostegno della Provincia Autonoma di Bolzano, Assessorato all’Ambiente

Cosa significa la parola
ENERGIA?

Immagini: http://www.pavonerisorse.it
A scuola di energia - Progetto di educazione ambientale nelle scuole, a cura della cooperativa sociale Cedocs, con il
sostegno del Comune di Bolzano/Assessorato all'Ambiente, bando di gara CPV 80341000-lotto 3 - 2012

Cosa significa la parola
ENERGIA?

 La parola ENERGIA ha un significa antico. Deriva
infatti dal greco “Energheia” che significa attività.
 Tutto quello che accade attorno a noi comporta l’uso
di energia.
 Grazie all’energia possiamo accendere la luce,
riscaldarci, cucinare, lavorare, giocare, viaggiare e
molto altro ancora.


Ma quanti tipi di energie
esistono?

Immagini: www.scuolacascia.it

Ma quanti tipi di energie
esistono?
1. La prima energia che possiamo citare è quella CHIMICA. Un
valido esempio proviene dalla natura attraverso il processo di
fotosintesi clorofilliana, quando le piante trasformano
l’energia proveniente dal sole in energia chimica.

2. L’energia chimica si trasforma in energia TERMICA:
pensiamo al combustibile che produce energia bruciando.

3. Infine, l’energia ELETTRICA, che si trasforma in energia
MECCANICA e TERMICA: pensiamo alla lavatrice e al forno
che abbiamo a casa.


L’energia secondo la
FISICA
 In fisica, uno dei principi fondamentali riguarda proprio
l’energia. Si afferma, infatti, che l’energia non si crea, ma
passa da una forma ad un’altra. Cioè si TRASFORMA.

 Quindi non possiamo nemmeno distruggerla, ma
semplicemente trasformare una forma di energia in qualche
altra forma di energia più comoda da utilizzare.

 Ricordiamo le trasformazioni delle forme di energia: da solare
a chimica; da chimica a termica e da elettrica a meccanica o
termica.
Il passaggio non è sempre semplice: alle volte bisogna
utilizzare appositi macchinari per trasformare l’energia da una
forma all’altra.


Le fonti dell’ENERGIA

Immagini: www.scuolaeformazioneliguria.it

Le fonti dell’ENERGIA

 Chiariamo da subito che tutto quello che produce
energia è una fonte di energia.
 La maggiore fonte di energia di cui disponiamo è il
SOLE, ma non dimentichiamo il MARE (quindi l’energia
che viene dall’acqua), i BOSCHI (quindi la legna) e il
VENTO.
 Possiamo classificare le fonti di energia in:
- DIFFUSE
- INTERMEDIE
- CONCENTRATE

Fonti di energia DIFFUSE
 Le più significative fonti di energia DIFFUSE sono il
VENTO e il SOLE.
i VANTAGGI
- non si esauriscono
- sono presenti ovunque

gli SVANTAGGI
- non sono continue, cioè, sono intermittenti
(non possono essere usate in ogni condizione).

Fonti di energia
INTERMEDIE
 Sono ACQUA, LEGNA, CALORE TERRESTRE.

i VANTAGGI

- rispetto a sole e vento possono essere utilizzate in
ogni momento.

gli SVANTAGGI

- non sono presenti in egual misura in tutti i luoghi
della Terra.


Le fonti di energia
CONCENTRATE (1)
Come spiega il nome, si tratte di quelle fonti di energia
che si trovano concentrate in luoghi particolari al di
sotto della superficie terrestre.
 PETROLIO
 CARBONE
 GAS NATURALE (METANO)
 URANIO


Le fonti di energia
CONCENTRATE (2)
i VANTAGGI
- facili da estrarre e da utilizzare

gli SVANTAGGI
- inquinano

- si trovano solo in alcune aree del pianeta

- si esauriscono


fonti di energia RINNOVABILI
e NON RINNOVABILI
Ciò che abbiamo spiegato fin’ora ci permette di
distinguere l’energia che deriva da

FONTI RINNOVABILI (che si ricreano
continuamente, come acqua, vento, sole, calore
terrestre, biomassa)

da quelle che derivano da FONTI NON
RINNOVABILI o FOSSILI (che non si rigenerano,
come petrolio, carbone, uranio, gas metano).


Cronostoria dell’energia
(Quali energie ha utilizzato l’uomo nelle diverse epoche del suo sviluppo)

Preistoria Grandi civiltà Medioevo e
(il fuoco) (il vento) Rinascimento

Immagini: http://www.pavonerisorse.it
Ottocento 1800 – 1900 Oggi
(il vapore) (e. elettrica)


Le fonti di energia
NON RINNOVABILI
(uranio)

www.scuolaeformazioneliguria.it
Immagini:

Le fonti non rinnovabili:
il COMBUSTIBILE FOSSILE

 I combustibili fossili, come il petrolio, non sono altro
che i resti di animali e piante morti milioni di anni
fa, quando l’uomo ancora non esisteva.
 Queste piante ed animali preistorici, prima di
morire, avevano accumulato al loro interno il calore
del sole e, una volta morti, sono rimasti nelle
profondità della Terra per centinaia di milioni di
anni trasformandosi in petrolio, carbone e gas.


Le fonti NON
RINNOVABILI inquinano
 Il petrolio, il carbone e alcuni gas naturali emettono
delle sostanze dannose per l’ambiente e per l’uomo
durante la loro combustione, quando cioè vengono
bruciate per produrre l’energia richiesta.
 La combustione dei prodotti fossili vegetali, ad
esempio, libera nell’aria quell’energia che era stata
immagazzinata dal sole durante il processo di
fotosintesi clorofilliana milioni di anni fa.
 Gli effetti di queste combustioni creano
nell’atmosfera terrestre EFFETTO SERRA e PIOGGE
ACIDE.


Le fonti di energia
RINNOVABILI

Immagini:

Le fonti di energia
RINNOVABILI
A differenza delle fonti fossili che, come abbiamo detto,
sono destinate ad esaurirsi, le fonti cosiddette
RINNOVABILI hanno il triplo vantaggio: di essere sempre
disponibili, di non esaurirsi e di non inquinare.
Le principali fonti di energia rinnovabile sono:
- ENERGIA EOLICA
- ENERGIA SOLARE
- ENERGIA IDRAULICA
- ENERGIA DA BIOMASSA
- ENERGIA GEOTERMICA


L’energia EOLICA

Immagini:

L’energia EOLICA

 L’energia eolica, che deve il suo nome al dio greco dei
venti EOLO, viene prodotta dallo spostamento dell’aria.
 Come si forma il vento?
La superficie terrestre, scaldata dal sole, rilascia aria
calda. Mari, Oceani e corsi d’acqua rilasciano invece aria
più fredda. L’aria calda tende, come sappiamo, a salire
verso l’alto, lasciando entrare al proprio posto l’aria
fredda. È lo spostamento di queste due differenti correnti
di aria a dare origine al vento.


Produzione dell’energia
EOLICA

Immagini:


EOLICA
 È dall’antichità che l’uomo sfrutta la potenza del vento. Pensiamo
ai grandi popoli di navigatori (che usavano l’energia del vento per
muovere le loro imbarcazioni) o all’invenzione dei mulini a vento
utilizzati per sostituire la forza dell’uomo e degli animali nelle
pratiche di macinatura.
 I generatori realizzati per sfruttare la forza del vento si possono
trovare in mezzo al mare, in ampie zone verdi o sulle case.
 La tecnologia si basa su impianti chiamati AEROGENERATORI
di forma simile ai mulini a vento.
Il vento fa girare un rotore collegato ad un generatore
trasformando la forza del vento in energia elettrica. Questa,
attraverso semplici cavi, viene immessa nella rete elettrica per
essere utilizzata.

EOLICA
La scelta di dove localizzare le pale eoliche deve
essere fatta con molta cura: serve un luogo ove la
presenza del vento sia costante, affinché si possa
utilizzare l’impianto per gran parte dell’anno.
Si tratta di una fonte rinnovabile, ma non mancano gli
SVANTAGGI:
- impatto paesaggistico (il danno visivo provocato dai
piloni di sostegno delle pale)
- impatto acustico (il forte rumore causato dalla
rotazione delle pale)

L’energia SOLARE
(dove va a finire l’energia che arriva dal sole)

Immagini:

L’energia SOLARE
La Terra riceve giornalmente dal Sole una quantità di energia
30 volte superiore all’energia consumata dall’intera
popolazione del pianeta in un solo anno.
È da 30 anni che l’uomo ha cominciato a sfruttare il sole quale
fonte d’energia per i propri consumi.

Questa forte spinta a sfruttare il Sole come fonte di energia
per i nostri consumi è motivata dal fatto che l’energia solare:
- non si esaurisce
- è diffusa
- si usa là dove si produce
- non inquina


L’energia SOLARE

Le tecnologie oggi utilizzate per sfruttare l’energia
solare sono:
- COLLETTORI SOLARI TERMICI: sfruttano
l’energia del sole per irraggiamento, producendo, ad
esempio, acqua calda per diversi usi.
- SISTEMI FOTOVOLTAICI: trasformano l’energia
che arriva dal sole in energia elettrica, utilizzando per
realizzare questa trasformazione alcuni materiali che
hanno proprietà fotovoltaiche.


Una centrale solare a campo
e spacchi fotovoltaici


Il fotovoltaico
(la produzione di energia elettrica con cellule che catturano la radiazione solare)

 Con la parola fotovoltaico intendiamo la conversione
della radiazione solare in energia elettrica.

Il fenomeno si basa sull’effetto detto, appunto,
fotovoltaico:
sui pannelli fotovoltaici, all’interno di semiconduttori
(che sono fatti di silicio), i fotoni spostano gli elettroni
dalla posizione in cui si trovano.

E’ questo spostamento che genera la corrente elettrica.


L’energia
IDROELETTRICA

forzata

Immagini:

L’energia
IDROELETTRICA (1)
Questo tipo di energia è ricavato dalla forza dell’acqua in
movimento. È detta energia idraulica e richiama come esempio il
mulino ad acqua, dove la sua ruota, fatta girare dalla forza
dell’acqua, faceva funzionare le macine.
Grazie al progresso tecnologico si è arrivati alla costruzione delle
centrali idroelettriche e si è riusciti a trasportare l’energia
idroelettrica lontano al luogo di produzione per consentirne
l’utilizzo.
Con la costruzione di una diga l’acqua fluviale viene raccolta in
un lago artificiale e convogliata in condotte le quali, sfruttando la
pendenza, fanno aumentare la velocità dell’acqua facendole fare
i cosiddetti salti.

La centrale
IDROELETTRICA


L’energia
IDROELETTRICA (2)
In fondo alla condotta vengono poste delle turbine le
quali, mosse dall’acqua, trasformano la forza
dell’acqua in energia meccanica.
A sua volta questa energia meccanica viene
trasformata in energia elettrica grazie ad un generatore
collegato alla turbina.
L’energia idroelettrica viene prodotta in Italia
soprattutto nelle zone di montagna (Alpi ed
Appennini), grazie alla pendenza naturale ed alla
disponibilità di grandi quantità di acqua.


L‘energia
IDROELETTRICA (3)
 La potenza della centrale idroelettrica dipende dalla
massa di acqua presente e dal salto che questa può
compiere.
 Gli impianti con un salto di 15 metri sono detti a
BASSA PRESSIONE.
 Gli impianti in cui l‘acqua fa un salto di 50 metri
sono chiamati IMPIANTI A MEDIA O ALTA
PRESSIONE.

(dati TIS innovation park – enertour, 2007)


L’energia
IDROELETTRICA (4)
i VANTAGGI

- è disponibile su un’ampia parte del territorio
nazionale;

- si possono realizzare impianti di grande e piccola
taglia, adatti alle diverse situazioni;

- ha un impatto ambientale non eccessivo.


L’energia da BIOMASSA

Immagini:

Cos’è la BIOMASSA
 La biomassa è una fonte energetica più complessa di quelle fin qui
presentate.

Si possono chiamare con la parola “biomassa”:

a) la parte biodegradabile dei prodotti, dei rifiuti e dei residui provenienti
dall’agricoltura (sia sostanze vegetali che animali);

b) prodotti residuali derivanti dalla silvicoltura e dalle industrie connesse a
questi settori;

c) la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani (l’umido).
 La biomassa è una fonte rinnovabile in quanto la riproduzione di questi
elementi avviene in un breve arco di tempo.


La BIOMASSA

i VANTAGGI
- si tratta di una fonte di energia rinnovabile e pulita (cioè, non
inquinante) in quanto la combustione dei suoi elementi non è tossica
per l’ambiente;
- la quantità di anidride carbonica che rilascia durante la
combustione è la stessa che è stata assorbita dagli organismi vegetali
ed animali durante la loro fase di vita;
- ha effetti positivi anche da un punto di vista economico e sociale
(permette di smaltire i rifiuti; riduce i casi di incendio; contribuisce a
mantenere l’equilibrio naturale del territorio).


Il processo di produzione dell’energia

Immagini:

L’energia da BIOMASSA (1)

 La localizzazione degli impianti di questo tipo è molto importante.
Infatti, essi devono trovarsi poco lontano dai luoghi di produzione
dei materiali utilizzati quali biomassa.

 Gli impianti utilizzano la biomassa bruciandola e sfruttando il
calore e l’energia prodotta dalla combustione.
L’energia prodotta può essere destinata, ad esempio, per il
riscaldamento di un edificio o di una città, oppure per la
produzione di energia elettrica da immettere nella rete di consumo.


L’energia da BIOMASSA (2)

Il calore prodotto con biomassa può essere reso disponibile in
due modi:
- attraverso una caldaia nei cui tubi passa l’acqua scaldata
dalla combustione di legna o pellet.
In questo modo si possono riscaldare, ad esempio, interi
edifici.
- attraverso la rete del teleriscaldamento (sotterraneo).
Così si possono riscaldare interi quartieri.


(il teleriscaldamento)

Per TELERISCALDAMENTO intendiamo il trasporto di
energia termica dalla centrale di produzione del calore
all’utente finale.
Questa tecnica è utilizzata soprattutto per la produzione di
acqua calda per le abitazioni e in ambito industriale.

I combustibili maggiormente utilizzati sono il cippato di
legno, i pellets e gli olii vegetali.

Ma il teleriscaldamento può essere anche alimentato dal
calore prodotto dagli inceneritori di rifiuti.


L’impianto a BIOGAS


(il biogas)

 Con la biomassa formata da rifiuti si può anche
produrre un tipo di combustibile detto “verde” (bio-
disel).
Per farlo, i rifiuti vengono fatti fermentare in
speciali digestori (dove sono presenti dei batteri che
“mangiano” i rifiuti), producendo così il biogas.
 Con i residui derivanti da questo processo si ottiene
del fertilizzante.


L’energia GEOTERMICA


L’energia GEOTERMICA (1)
In alcune zone, situate in vicinanza di vulcani o dove la crosta terrestre è
più sottile, è possibile sfruttare il calore interno della Terra come fonte di
energia geotermica.
L'Italia è stato il primo paese al mondo a realizzare una centrale
geotermoelettrica nel 1904, sfruttando i soffioni boraciferi di Larderello in
Toscana.

Attualmente si distinguono due tipi di giacimenti dove si può prelevare
questa energia:

 giacimento ad acqua calda, costituito da riserve di acqua liquida (50-
80°C), usate per il riscaldamento di serre e case.

 giacimento di vapore, costituito da riserve sotterranee di acqua che
arriva fino ai 100°C, sfruttate nelle centrali geotermoelettriche.

L’energia GEOTERMICA (2)
(giacimenti ad acqua calda)

Il processo di produzione di energia geotermica in un
giacimento “ad acqua calda” si avvia con l'acqua
piovana che si infiltra nel sottosuolo andando ad
impregnare le rocce permeabili in prossimità delle
quali si trova del magma caldo.
L'acqua viene riscaldata e, quando giunge in
superficie, può essere sfruttata come fonte di energia.


L’energia GEOTERMICA
(giacimenti di vapore)

Nelle centrali geotermiche il vapore viene raccolto da
pozzi profondi fino a 3.000 metri. Il vapore va ad
azionare una turbina collegata ad un alternatore,
creando così l’energia che viene immessa nella rete di
consumo.

Queste centrali possono sorgere solo in località ove vi
siano giacimenti di acqua calda ad alta pressione,
come ad esempio in Islanda, negli Stati Uniti e nelle
Filippine.


Grazie per l’attenzione
A scuola di energia - cooperativa sociale Cedocs - con il sostegno della Provincia Autonoma di Bolzano/Assessorato all'Ambiente,

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