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IL BISOGNO DIENERGIA

Lo sviluppo delle civiltà umane a livello economico, sociale e culturale è sempre stato influenzato dall'utilizzo delle fonti energetiche.

L' importanza dell'energia

L'energia è la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro e la sua unità di misura è il joule (J). Essa è ciò che muove o trasforma la materia, è in ogni cosa ed è l'essenza dell'universo.

Definizione

Tutte le forme di energia disponibili sulla Terra, tranne quella nucleare è geotermica, provengono dal Sole.

Caratteristica fondamentale dell'energia è quella di manifestarsi in varie forme che possono trasformarsi l'una nell'altra.

Liceo Scientifico "Emilio Segrè di Marano" - Classe IDM

Anno Scolastico 2019 - 2020

Fin dai tempi delle prime civiltà agricole un'altra fonte di energia elementare è stata ricavata dalla forza muscolare degli animali da allevamento.Altre forme di produzione di energia elementare sono fornite dal vento o dall'acqua dei fiumi. In questo caso l'energia trasportata dall'acqua e dal vento era ed è utilizzata per mettere in moto le pale dei mulini, che servono per azionare macine e altri macchinari, o per indirizzare il corso delle acque.

Il jouleè un'unità di misura del Sistema internazionale (SI). Il joule è l'unità di misura dell'energia, del lavoro e del calore (per quest'ultimo è spesso usata anche la caloria), e dimensionalmente è kg·m²/s² = 1 N·m = 1 W·s. Prende il nome da James Prescott Joule.James Prescott Joule (1818 – 1889) Fisico inglese.

In fisica, la legge di conservazione dell'energia è una delle più importanti leggi di conservazione osservata in natura. Nella sua forma più studiata e intuitiva questa legge afferma che, sebbene l'energia possa essere trasformata e convertita da una forma all'altra, la quantità totale di essa in un sistema isolato non varia nel tempo.

LE FONTI ENERGETICHE

Le fonti energetiche sono l'insieme delle sostanze e delle forme di energia, le cui conversioni sono utilizzate per produrre una forma di energia finale utile all'uomo. Si dividono in due categorie principali: rinnovabili e non rinnovabili.

Le fonti rinnovabili

Le fonti non rinnovabili

Le fonti rinnovabili sono quelle fonti di energia non soggette a esaurimento, come la luce solare, il vento, la pioggia, le maree, le onde e il calore geotermico.

Queste fonti si rigenerano molto lentamente: una volta terminate non saranno nuovamente disponibili in tempi brevi, come i combustibili fossili e l'uranio.

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QUESTIONE ENERGIA

La mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici sono sfide chiave del XXI secolo. Alla base di queste sfide vi è la "Questione Energia" o, più precisamente, il nostro consumo energetico complessivo e la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Per riuscire a limitare il riscaldamento globale, il mondo ha urgente necessità di impiegare l’energia in modo efficiente, avvalendosi delle fonti di energia pulita.

Circa due terzi delle emissioni di gas a effetto serra a livello globale, sono connessi all’uso di combustibili fossili a scopo energetico: per il riscaldamento, la produzione di energia elettrica, il trasporto e l’industria.

L'utilizzo sistematico dei combustibili fossili risale alla fine del XVIII secolo con l'inizio della Rivoluzione Industriale in Europa e America del Nord, con il forte incremento di richiesta energetica da parte delle industrie; fino agli anni Cinquanta, il fabbisogno energetico era principalmente soddisfatto dall'utilizzo del carbone. La nascita stessa della Rivoluzione Industriale inglese venne favorita dalla presenza di numerosi giacimenti carboniferi nel territorio nazionale.L'utilizzo dei combustibili fossili come principale risorsa di energia è incrementata nella seconda metà del XX secolo, quando si è affermato il petrolio come principale fonte energetica, rispetto al carbone troppo inquinante e, in molti casi, economicamente più gravoso nei costi di estrazione e trasporto all'utilizzatore finale.

GLI EFFETTI DEVASTANTI DEI COMBUSTIBILI FOSSILI

I combustibili fossili sono inquinanti, anche se, con l'utilizzo di macchine moderne, questo problema si è notevolmente ridotto. Una forma di inquinamento è data dalla diffusione in atmosfera di sostanze associate a questi combustibili.Per esempio la liberazione di anidride solforosa (SO2) è

responsabile del fenomeno delle piogge acide.Il loro utilizzo determina un incremento della quantità di CO2 in atmosfera, un gas non direttamente inquinante, ma oggi considerato come il maggiore imputato dell'effetto serra e - di conseguenza - del surriscaldamento globale.

La deposizione acida umida, anche nota come pioggia acida, in meteorologia consiste nella ricaduta dall'atmosfera sul suolo di particelle acide, molecole acide diffuse nell'atmosfera che vengono catturate e deposte al suolo da precipitazioni quali: piogge, neve, grandine, nebbie, rugiade, ecc. La composizione delle deposizioni acide umide è data per circa il 70% da anidride solforica, che reagisce in acqua dando acido solforico. Il rimanente 30% risulta principalmente costituito dagli ossidi di azoto.

L'effetto serra

EARTH DAY: i 50 anni della giornata della Terra

La Giornata della Terra (Earth Day - 22 aprile) è il giorno in cui si celebra l'ambiente e la salvaguardia del pianeta Terra.Il 22 aprile 2020 ha segnato i 50 anni della Giornata della Terra. La tematica scelta per quest'annversario è stata il "Climate action".I cambiamenti climatici rappresentano la più grande sfida per il futuro dell'umanità e per lo stesso pianeta Terra.

L’Earth day è ogni giorno perché, come ci ricorda un proverbio dei nativi americani:"Non ereditiamo la Terra dai nostri antenati, la prendiamo in prestito dai nostri figli".

Tutti, a prescindere dall'etnia, dal sesso, da quanto guadagnino o in che parte del mondo vivano, hanno il diritto etico a un ambiente sano, equilibrato e sostenibile. La Giornata della Terra si basa saldamente su questo principio.Il 22 aprile del 1970, 20 milioni di cittadini americani, rispondendo a un appello del senatore democraticoGaylord Nelson, si mobilitarono in una storica manifestazione a difesa del pianeta. Ancora oggi, 193 paesi del mondo si mobilitano in nome di questo principio, quanto mai attuale.

FRIDAYS FOR FUTURE:manifestazioni per l'ambiente

Venerdì per il futuro (Fridays for Future) è un movimento internazionale di protesta, composto da studenti che decidono di non frequentare le lezioni scolastiche per partecipare a manifestazioni in cui chiedono e rivendicano azioni atte a prevenire il riscaldamento globale e il cambiamento climatico.

L'organizzazione del movimento è iniziata quando la svedese, Greta Thunberg, ha organizzato tutti i giorni del mese di agosto 2018, un'azione di protesta sedendosi al di fuori del Riksdag, con un cartello che recitava "Skolstrejk för klimatet" (Sciopero scolastico per il clima). Il suo slogan,Fridays For Future, ha attirato l'attenzione di tutto il mondo, ispirando gli studenti a scioperare per il clima.

Discorso di Greta Thunberg all'ONU

24 maggio 2019, MilanoProteste davanti al Palazzo del Reichstag a Berlino, dicembre 2018Proteste a BolzanoProteste a BruxellesProteste a Oslo, Norvegia

ENERGIA DAL SOLE

Le radiazioni provenienti dal Sole offrono una grandissima quantità di energia, circa 10000 volte maggiore dell'energia necessaria alle attività dell'uomo(173 quadrilioni di Watt).Ecco perché negli ultimi anni questa fonte di energia è diventata di interesse mondiale.

Trasformandola in energia termica a bassa temperatura, tramite i pannelli solari.

Trasformandola in energia meccanica (e quindi elettrica), tramite mezzi termodinamici come i collettori solari.

Come sfruttarla?

Trasformandola in energia elettrica tramite conversione fotovoltaica, che sfrutta i moduli fotovoltaici.

Il Sole è la stella madre del sistema solare, attorno alla quale orbitano gli otto pianeti principali (tra cui la Terra), i pianeti nani, i loro satelliti e innumerevoli altri corpi minori.CARATTERISTICHECollocato all'interno del Braccio di Orione, il Sole orbita attorno al centro della Via Lattea ad una distanza media di circa 26 000 anni luce e completa la propria rivoluzione in 225-250 milioni di anni.La massa del Sole, di circa 2×1030 kg, rappresenta da sola il 99,86% della massa complessiva del Sistema Solare.Classificato come una "nana gialla", la stella ha una temperatura superficiale di 5.777 K (5.504 °C), caratteristica che le dà un colore bianco estremamente intenso, che però spesso può apparire giallognolo.LA PRODUZIONE DI ENERGIAIl Sole è una stella di dimensioni medio-piccole costituita principalmente da idrogeno ed elio, con anche altri elementi più pesanti presenti in tracce e, come la maggior parte delle stelle, è nella sequenza principale, ovvero in una lunga fase di equilibrio stabile in cui l'astro fonde, nel proprio nucleo, l'idrogeno in elio. Tale processo genera ogni secondo una grande quantità di energia, emessa nello spazio sotto forma di radiazioni elettromagnetiche.La radiazione solare consente la vita sulla Terra fornendo l'energia necessaria ad attivare i principali meccanismi che ne stanno alla base.

Pannelli fotovoltaici

Sono dei pannelli coperti di celle fotovoltaiche, al cui interno vi è un materiale che genera energia elettrica se colpito dalla radiazione solare. Le centrali fotovoltaiche utilizzano tali moduli per inviare l'elettricità alle reti di distribuzione.

Sono dei dispositivi dotati di tubazioni, in cui scorre un fluido riscaldato dal Sole, che trasmette il calore ad un serbatoio di acqua, la quale scorrerà negli impianti di riscaldamento dei vari edifici.

Sono apparecchiature che ricevono la radiazione solare grazie a specchi che la concentrano sul contenitore del fluido, poi riscaldato, che proseguirà il suo ciclo. Quest'ultimo poi trasformatosi in vapore, passerà per una turbina accoppiata ad un alternatore, producendo così energia elettrica. Su questo schema si basano le centrali solari a specchi (a torre o con specchi parabolici).

Collettori solari

Pannelli solari termici

LA DIFFERENZA TRA I DUE TIPI DI PANNELLI SOLARI

COME FUNZIONA UNA CELLA FOTOVOLTAICA?Le celle fotovoltaiche utilizzano il silicio, un semi conduttore che è il secondo elemento più abbondante sulla Terra. Precisamente in una cella fotovoltaica il silicio cristallino si trova tra due strati termoconvettori. Gli atomi del silicio hanno la caratteristica di mantenere gli elettroni al loro interno, senza far fluire la corrente al di fuori della cella, che utilizza due diversi strati di silicio: uno di silicio di tipo N, che ha grandi quantità di elettroni in più, e un silicio di tipo P, che ha degli spazi extra per gli elettroni chiamati lacune. Questa suddivisione determina il cosiddetto effetto della giunzione p/n, lasciando una carica negativa da una parte e una carica positiva dall'altra. Quando i fotoni dei raggi solari, colpiscono una cella fotovoltaica, questi riescono a scomporsi in un elettrone e una lacuna all'interno del silicio. Dopo il distacco, le componenti del fotone iniziano a muoversi in direzioni diverse: gli elettroni dalla parte N del silicio, mentre le lacune dalla parte P del silicio.Gli elettroni poi passano per un circuito, il quale è collegato ad un dispositivo che necessita di elettricità, per poi proseguire, fino a ritornare all'interno della cella fotovoltaica, ricongiungendosi con le proprie lacune. Questa tecnologia non produce dunque, scarti inquinanti e non elimina materia dopo l'utilizzo, dato che i fotoni dopo il processo, ritornano nell'atmosfera.

Questa centrale solare è un esempio d'impianto a specchi parabolici, la quale prende il nome da Archimede.È unimpianto solare termodinamico, inaugurato il 15 luglio2010aPriolo Gargallo (Siracusa), con la collaborazione dell’ENEA e dell’ENEL.

IL PROGETTO ARCHIMEDE

Il campo è composto da 30.000 m² di specchi che fanno convergere la luce solare su 5.400 metri di tubazioni, nelle quali scorre il fluido. Si tratta di un impianto di piccole dimensioni che utilizza i sali fusi per incanalare energia solare.L'utilizzo di questi sali permette alla centrale di essere produttiva per molte ore, anche in assenza del Sole.

Come è strutturata?

È stimato che la centrale solare termodinamica del progetto Archimede sia capace di produrre, all'incirca, 5 MW di potenza elettrica.

Quanta energia produce?

Watch

Archimede di Siracusaè stato un matematico, fisico e inventore greco.Considerato uno dei più grandi scienziati e matematici della storia, i contributi di Archimede spaziano, dalla geometria all'idrostatica, dall'ottica alla meccanica. Fu in grado di calcolare la superficie e il volume della sfera e intuì le leggi che regolano il galleggiamento dei corpi. In campo ingegneristico, Archimede scoprì e sfruttò i principi di funzionamento delle leve e il suo stesso nome, è associato a numerose macchine e dispositivi, come la vite di Archimede, a dimostrazione della sua capacità inventiva. Circondate ancora da un alone di mistero sono invece le macchine da guerra che Archimede avrebbe preparato per difendere Siracusa dall'assedio romano.Queste armi da guerra, chiamate specchi ustori, sarebbero stati utilizzati da Archimede, per bruciare le navi romane, durantel'assedio di Siracusa. I raggi del Sole concentrati dagli specchi in un unico punto, sarebbero stati in grado di bruciare il legno delle navi romane. La struttura era costituita da almeno 24 grandi specchi piani, disposti in una figura esagonale su un graticcio ruotante, su un palo fissato al terreno: lo specchio centrale, serviva a dirigere il raggio solare riflesso sull'obiettivo, mentre gli specchi laterali venivano fatti convergere con un sistema di cinghie.

L'inserimento degli impianti solari nel mondo

Al momento gli stati che hanno sviluppato impianti solari all'avanguardia sono gli USA, il Giappone, la Russia, la Germania e la Francia. La costruzione di queste centrali prevede basse spese di gestione e offre energia non inquinante. Le centrali fotovoltaiche sono più diffuse, però attualmente necessitano di un investimento notevole in termini economici per la loro realizzazione, ma in futuro si prevede che diverranno più efficienti in termini sia economici che energetici. Magari in un futuro prossimo sarà possibile trovare sostentamento solo da queste centrali solari, sostituendo le centrali a combustibili fossili.

Per riuscire a soddisfare le necessità di tutto il mondo, bisognerebbe costruire centrali a pannelli fotovoltaici di diverse centinaia di migliaia di chilometri quadrati. Ecco perché alcuni paesi come quelli dell'Africa e del Medio Oriente, sono candidati a essere la sede ideale per la realizzazione di queste centrali solari, avendo condizioni favorevoli d'insolazione e vasti territori sfruttabili.

L'interesse mondiale

Energia dallo spazioDiversi studiosi stanno valutando la possibilità di mettere a punto delle tecniche, per ottenere energia solare in grande quantità e in modo costante. In un futuro non troppo lontano, tale energia potrebbe essere catturata da sonde spaziali in orbita, per essere poi convogliata sulla Terra sotto forma di microonde, che verranno convertite in energia elettrica disponibile per tutti i paesi del globo.

LA GEOTERMIA

Che cos'è la geotermia?

La geotermia è la scienza che studia le sorgenti di calore terrestre e il loro sfruttamento come fonti di energia.I suoi principi sono sfruttati a livello tecnologico attraverso le centrali geotermiche a partire dall'energia geotermica associata.

Esistono diversi sistemi geotermici, ma attualmente vengono sfruttati a livello industriale solo i sistemi idrotermali.

Che cos'è l'energia geotermica?

Le centrali e le sorgenti geotermiche

Le sorgenti geotermiche si possono dividere in tre tipi:sorgenti idrotermiche; sorgenti geopressurizzate; sorgenti petrotermiche.

Per lo sfruttamento del calore geotermico sono state create le centrali geotermiche, i cui elementi principali sono:pozzi di estrazione o produzione;turbina a vapore;condensatore;pompa;torre di raffreddamento;pozzo di reiniezione;alternatore;trasformatore.

Come funziona una centrale geotermica

Differenza tra i tre tipi di sorgentiLe sorgenti idrotermiche sono a profondità non eccessive e sono caratterizzate dalla presenza di acqua all'interno di sacche sotterranee. L’acqua è riscaldata da rocce ignee a elevata temperatura;Le sorgenti geopressurizzateinvece si trovano a profondità decisamente maggiori (2500-9000 m). Sono costituite da temperature relativamente basse, ma a pressioni altissime;Le sorgenti petrotermichesono costituite da banchi di rocce a profondità decisamente più elevate, caratterizzate dall'assenza di acqua.

La geotermia a bassa entalpia sfrutta il sottosuolo come serbatoio di calore. Nei mesi invernali il calore viene trasferito in superficie, in estate il calore in eccesso, presente negli edifici, viene ceduto al terreno. Una pompa di calore, sfruttando la differenza di temperatura fra il terreno e l'esterno, assorbe calore dal terreno e lo rende disponibile per uso umano. La pompa di calore necessita di energia elettrica per funzionare.

LA GEOTERMIA A BASSA ENTALPIA

Le pompe di calore

Per trasferire il calore dal terreno si utilizzano delle sonde geotermiche che si dividono in:verticali; orizzontali; compatte.

Orizzontali

Verticali

Compatte

LE SONDE GEOTERMICHE

Watch

Installazione delle sonde geotermiche

Risparmio dell'80% sui costi rispetto ad altre forme di energiaNon produce C02 , quindi non inquina e non provoca gravi danni all'ecosistema.

Le centrali emanano un cattivo odore;le centrali sono antiestetiche.

vantaggi

Svantaggi

ENERGIA DEL VENTO

L'energia eolica è stata una delle forme di energia maggiormente impiegate nell'antichità.

Tuttavia, l'energia dei venti presenta dei limiti:la concentrazione energetica è molto bassa;l'irregolarità nel tempo, nello spazio, nell'intensità e nella direzione.

Quella del vento, però, è la fonte di energia più competitiva tra le fonti tradizionali nella produzione di energia elettrica.

I primi mulini a vento sono anteriori all'anno 1000, e ne esistono tuttora dei funzionanti in varie parti del mondo (celebri quelli olandesi); ancora oggi in alcune regioni italiane è il vento a far girare piccoli mulini per il pompaggio dell'acqua dei pozzi e qualche volta per l'alimentazione elettrica delle case isolate.

Oggi l'energia eolica è in grado di competere, sul piano economico, con i combustibili fossili, per la produzione di energia elettrica.. Attraverso il perfezionamento dei controlli elettronici degli aerogeneratori, la produzione di energia elettrica ha avuto un incremento notevole, contenendo i costi.

Le possibilità di utilizzare l'energia del vento riguarda soprattutto le zone della Terra sottoposte ai venti costanti e regolari: tali zone possono essere individuate grazie alla meteorologia.Di difficile soluzione è invece, il problema con la bassa frequenza dei venti: in questi casi, le piccole potenze ricavabili, possono avere applicazioni limitate. Al fine di ottenere potenze di qualche centinaio di MW, si ricorre alla costruzione di parchi eolici.

Il vento fa ruotare una o più pale montate su un asse, il cui movimento si trasmette a un alternatore. Alcuni meccanismi specifici permettono di adattare la velocità di rotazione alle diverse condizioni di carico (ingranaggi, riduttori o moltiplicatori), mentre altri provvedono a mantenere le pale orientate nella direzione del vento. L'alternatore è collegato alla rete elettrica.

Un aspetto che occorre considerare è quello dell'impatto ambientale prodotto dagli aerogeneratori che oltre a risultare ingombranti, possono risultare letali per l'avifauna locale, Un modo per risolvere questo problema potrebbe essere la localizzazione degli aerogeneratori in mare, creando parchi eolici offshore.L'istallazione di aerogeneratori in zone marine, non lontane dalle coste, permette anche di accrescere la produzione di elettricità, dato che sul mare i venti sono più costanti e intensi.

IMPATTO AMBIENTALE

Attualmente il più grande parco eolico offshore si trova nell'estuario del Tamigi, nel Regno Unito: il London Array è costituito da 175 turbine per una potenza installata di 630 MW. Costruito nel 2011 e operativo dal 2013, nei progetti originali avrebbe dovuto essere successivamente ampliato con l'aggiunta di altri 166 generatori, ma tale progetto è stato abbandonato a causa dell'impatto che avrebbe avuto sulla popolazione di uccelli marini che svernano nella regione.

L'ENERGIA IDRICA

L’energia idroelettrica è considerata una fonte di energia rinnovabile, originata dall'acqua.

Che cos'è?

L'energia idroelettrica si ricava dai laghi e dai fiumi.

Essa sfrutta l'energia cinetica che poi verrà trasformata in energia elettrica.

Da dove viene ricavata?

Una volta prodotta l'energia elettrica, essa viene trasformata per poi essere trasportata a grandi distanze, e ciò avviene grazie al trasformatore.

Per ricavare energia idroelettrica, ci sono diverse fasi:Costruzione di una diga; Formazione di un bacino; Arrivo dell'acqua nelle turbine; Arrivo nell' alternatore; Produzione dell'energia elettrica.

TRASFORMAZIONE IN ENERGIA ELETTRICA

DigaBacinoTurbineAlternatoreTrasformatore

Video spiegazione sulla trasformazione dell'acqua in energia

LE TURBINE IDRAULICHE

Le turbine sono formate da un distributore e da una ruota. Si dividono in:

Pelton

Kaplan

Francis

Turbina PeltonTurbina Kaplan

Turbina Francis

La produzione di energia idroelettrica non provoca emissioni gassose o liquide che possano inquinare l'aria o l'acqua.Tuttavia, la trasformazione in energia elettrica può causare un allungamento del tempo di ricambio delle acque e l’alterazione del clima nella zona.

vantaggi e svantaggi dell'eneRgia idroelettricA

Il moto ondoso è dovuto principalmente allo spirare del vento sulla superficie marina, che provoca delle increspature. Possiamo distinguere due tipi di onde: le onde di oscillazione, prodotte in mare aperto dove le molecole dell'acqua percorrono orbite circolari; onde di traslazione originatesi in seguito all'interazione dell'acqua con il fondale marino: il punto di impatto tra onda e costa, porta alla formazione di un frangente di spiaggia.

In alcune zone dove sembra non ci sia vento le onde però sono presenti. Perché? Le onde risentono dello spirare del vento anche in lontananza.Le parti fondamentali di un'onda sono: il ventre, la creste e i parametri dell'altezza e lunghezza.

Curiosità

Che cos'è il moto ondoso?

L'eNErgia marina

Le onde marine

Le parti fondamentali di un'onda

L'impianto a moto ondoso è composto da una struttura galleggiante e da motori idraulici. Il movimento delle onde genera lo spostamento dei pistoni di un motore idraulico. L'energia meccanica è trasformata in energia elettrica tramite un generatoree viene trasmessa via cavo alla centrale elettrica sulla terraferma. Le strutture galleggianti possono essere situate vicino alla costa o in mare aperto. Questa tecnologia è alla base del progetto Pelamis nelle isole Ebridi in Gran Bretagna.

Impianto in mare aperto

Impianto sulla costa

L'impianto è strutturato sulla costa e consta di impianti idraulici in grado di intercettare l'impatto delle onde sulla roccia. Il flusso di acqua sulla scogliera viene incanalato in un sistema di condutture, in cui sono presenti le turbine. La rotazione delle turbine può essere generata sia dal flusso d'acqua stesso, che dallo spostamento dell'aria sovrastante il flusso d'acqua. L'energia meccanica, così generata, viene trasformata in energia elettrica tramite i generatori elettrici. Le turbine sono reversibili per sfruttare sia il flusso in entrata che in uscita.

L'impianto PelamisIl progetto Pelamis, che prende il nome da un serpente marino, è un progetto di una nuova tecnologia che sfruttando l'energia prodotta dalle onde di superficie degli oceani permette di produrre elettricità.Il primo prototipo è stato installato al centro europeo per l'energia marina delle Isole Orcadi, in Scozia. È stato ufficialmente aperto il 28 settembre 2007.La struttura è composta da 4 grandi tubi, del diametro di 4 metri e con una lunghezza complessiva di ben 180 metri. Si tratta di tubi semi sommersi di forma cilindrica, collegati tra loro grazie a 3 particolari “giunture” che racchiudono il sistema di generazione. Il moto delle onde, trasmesso ai diversi tronchi del serpentone, agisce su dei pistoni che pompano olio ad alta pressione a dei motori idraulici. I motori a loro volta sono collegati ad un generatore, per produrre energia elettrica che viene convogliata verso la terraferma attraverso dei cavi sotterranei. Complessivamente, ogni serpentone è in grado di sviluppare una potenza elettrica di circa 750 kW.

Nel Mediterraneo, l’Inertial Sea Wave Energy Converter (ISWEC)produce energia elettrica dal moto ondoso, con la possibilità di alimentare impianti off - shore, realizzato da ENI insieme a Cdp, Terna e Fincantieri. Un passo avanti per un futuro più pulito.

LE MAREE

Le maree sono un fenomeno periodico oceanico costituito da ampie masse d'acqua (oceani, mari e grandi laghi) che si innalzano (flusso, alta marea) e abbassano (riflusso, bassa marea), con frequenza giornaliera o frazione di giorno (solitamente circa ogni sei ore), dovuto alla combinazione di due fattori:l'attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dalla Luna, che, pur essendo circa duecento volte meno intensa dell'attrazione esercitata dal Sole, è la principale responsabile delle maree;la forza centrifuga dovuta alla rotazione del sistema Terra-Luna intorno al proprio centro di massa.

Alta e bassa marea a confronto

Perché si creano le maree?

Maree sinonimo di energia rinnovabile

ENERGIA DALLE MAREE

Il moto delle acque viene convogliato in una serie di condutture idrauliche per essere tradotto in energia meccanica tramite apposite turbine e, infine, trasformato in energia elettrica dai generatori. Il principio di funzionamento è lo stesso di una centrale idroelettrica, ma si basa sull'oscillazione orizzontale dell'acqua.L'acqua defluisce attraverso tali condutture idrauliche, all'interno delle quali sono presenti turbine collegate ai generatori elettrici. Nelle condutture il moto dell'acqua acquisisce pressione e velocità, generando la rotazione delle turbine.

L'energia mareomotrice è una fonte di energia pulita e rinnovabile. È una fonte di energia pulita in quanto non produce gas serra o inquinamento e rinnovabile, in quanto sfrutta l'energia cinetica dello spostamento delle acque. Inoltre, dal momento che le centrali mareomotrici presentano un funzionamento quasi analogo a quello delle centrali idroelettriche, la fase di progettazione è semplificata dalla presenza di dati già disponibili e collaudati.Gli svantaggi dell’energia marina, sono legati principalmente alla necessità di trovare zone idonee alla sistemazione degli impianti. Non tutte, infatti, sono adatte per l'installazione e il funzionamento e, in più, il complesso necessita di spazi enormi. La potenza generata da questi impianti, tra l’altro, è abbastanza modesta mentre i costi di realizzazione e di gestione, al contrario, risultano piuttosto elevati.

Ecco cosa succede a una singola goccia d'acqua per produrre energia...

LE BIOMASSE

Che cosa sono?

Con il termine “biomassa” si indicano una serie di materiali di origine biologica. Si tratta generalmente di scarti di attività agricole, che possono essere modificati attraverso vari procedimenti, per ricavarne combustibili o direttamente energia elettrica e termica. Le biomasse comprendono:

LEGNA DA ARDEREResidui di elementi agricoliSCARTI DELLE INDUSTRIE ALIMENTARILIQUIDI REFLUI DERIVANTI DAGLI ALLEVAMENTI ALGHE MARINE

I PROCESSI DI TRASFORMAZIONE DELLA BIOMASSA

La biomassa può essere trasformata in diverse forme di energia applicando vari processi di conversione, questi tipi di energia sono:

calore e vapore

gas combustibili

biocarburanti

elettricità

cogenerazione

I biocombustibili possono presentarsi:

allo stato solido. allo stato liquido.allo stato gassoso.

CIPPATO DI LEGNOPELLET DI LEGNO

OLI VEGETALI

BIOGAS

BIOGAS

Il biogas si forma spontaneamente dalla fermentazione di materia organica. Può essere usato come carburante, combustibile per il riscaldamento e per la produzione di energia elettrica.

CENTRALE A BIOMASSA

FONTE UTILIZZATA:biomassa

Una centrale a biomassa è una tipologia di centrale elettrica che utilizza energia rinnovabile, ricavandola dalle biomasse attraverso diverse tecniche.

Impianto di cogenerazione a biomassa legnosa 200 kWe 440 kWt

VANTAGGI

SVANTAGGI

Utilizza una fonte rinnovabile, capace di riformarsi in tempi brevi.Valorizza i residui agro-industriali.Non contribuisce all' inquinamento atmosferico.

Come fonte energetica per riscaldamenti può generare inquinamento (PM10, monossido di carbonio, diossine).

LA CENTRALE A BIOMASSA:

Con energia nucleare (detta anche energia atomica), si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici: tali trasformazioni sono dette "reazioni nucleari".

L'energia nucleare è una forma di energia che deriva da profonde modifiche della struttura stessa della materia. Insieme alle fonti rinnovabili e alle fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di un'altra forma di energia.

Il nucleare presenta alcuni vantaggi

Il nucleare però ha anche degli svantaggi

L'Energia nucleare

Il nucleare presenta dei vantaggi:Non emette anidride carbonica;Vantaggio nella bilancia dei pagamenti.

Uno degli svantaggi sono le scorie nucleari.

Il processo di fissione del nucleo emette radioattività ad alta intensità. Gli oggetti e i metalli che entrano a contatto diventano anch'essi radioattivi e sono detti scorie nucleari.

Il problema dello stoccaggio delle scorie

L'energia nucleare è usata dalle centrali nucleari per produrre energia elettrica. Esistono due tecnologie in grado di sfruttare l'energia atomica, la fissione nucleare e la fusione nucleare. Attualmente, la tecnologia usata nelle centrali nucleari è la fissione, mentre la fusione è ancora in fase sperimentale.

Centrale nucleare

Il nucleare è ricordato, purtroppo, per i disastri ambientali in seguito a esplosioni di centrali. Sicuramente il più – tristemente – celebre rimane quello di Chernobyl.

I disastri ambientali del nucleare

Una centrale nucleare è circa un milione di volte più efficiente rispetto a una centrale termoelettrica (che brucia carbone, petrolio o gas).Oltre all'elevata efficienza del processo di generazione elettrica, la centrale nucleare ha il vantaggio di non produrre anidride carbonica. Per cui, almeno dal punto di vista delle emissioni di CO2, ha un impatto ambientale minore rispetto alle centrali che bruciano carbone o gas.

Reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl. Ora incidente: 1:23. Data incidente: 26 aprile 1986. Reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl. Ora incidente: 1:23. Data incidente: 26 aprile 1986.

(Reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl, 26 aprile 1986.)

Watch

In arrivo su La7 Chernobyl, la serie che ricostruisce il disastro: ecco quando in tvChernobylè stato uno degli eventi seriali più importanti del 2019. La mini-serie HBOche narrava, in 5 episodi, la tragedia nucleare avvenuta nella centrale di Chernobyl oltre trent’anni fa ha ottenuto tantissimi riconoscimenti, tra cui diversi Emmy. Ad oltre un anno dal primo passaggio su Sky, il prodotto di HBO arriverà finalmente in chiaro sulla televisione italiana, specificatamente su La7.Dopo tanta attesa, la rete ha comunicato anche una data ufficiale e un orario di trasmissione. Chernobyl andrà in onda a partire dalle 21:15 di giovedì 18 giugno.I cinque episodi raccontano la storia del disastro di Chernobyl a oltre 30 anni dall'accaduto, e seguono gli uomini e le donne che si sono sacrificati per salvare l'Europa da un disastro nucleare. Le vicende raccontate si basano, in buona parte, sui resoconti degli abitanti di Pryp"jat', raccolti dalla scrittrice Premio Nobel per la letteratura Svetlana Alexievich nel suo libro Preghiera per Chernobyl, oltreché sul saggio Chernobyl 01:23:40 di Andrew Leatherbarrow.

CHERNOBYL: il disastro in 3 minuti

Tra 10 anni il mondo funzionerà a fusione

Centrali nucleari future

Ad affermarlo è la Lockheed Martin Corporation, società aerospaziale, principale fornitore del Pentagono e sempre più coinvolta in progetti basati sulle energie alternative.Il progetto a cui il team dell’ingegnere Tom McGuire sta lavorando è una struttura di reattore compatto di circa 3 metri per due, 10 volte più piccola degli attuali reattori a fissione.

Come ha raccontato lo scienziato alla Reuters, sarà possibile testare la tecnologia entro un anno, far funzionare un prototipo entro cinque e metterla a regime entro dieci.Il progetto cerca di “copiare” le stelle e di sfruttare l’energia rilasciata durante la fusione nucleare (gli attuali reattori sono a fissione).

Sono diversi gli Stati che hanno annunciato l’intenzione di abbandonare la produzione elettrica da nucleare. Ma finora l’Italia è l’unico paese ad aver effettivamente messo fine alla produzione di energia elettrica all’interno dei propri confini sulla scia dei referendum del 1987 e del 2011 seguiti rispettivamente agli incidenti di Chernobyl e di Fukushima.

nucleare, verso l’addio?

Nonostante i numerosi disastri, l’Agenzia internazionale per l’energia atomica (Iaea) smentisce l’idea che il nucleare sia entrato in una nuova fase discendente e stima che entro il 2030 la potenza nucleare installata aumenterà di 150 nuovi gigawatt. Eppure i dati economici parlano chiaro, il nucleare, soprattutto gli impianti più obsoleti non sono più vantaggiosi da un punto di vista economico e anche le prospettive future non sono positive.

Il nucleare non è in fase discendente