Centrali per

la

produzione

di energia

Mila del Corno

Centrali solari ELIOELETTRICHE

1. pannello solare: produce acqua calda

2. pannello fotovoltaico: converte la luce solare in energia elettrica grazie ad un effetto chiamato fotoelettrico

3. centrale fotovoltaica: sono costituite da centinaia di migliaia di celle fotovoltaiche, il calore scalda un liquido fino ad ebollizione che aziona una turbina alternatore e trasformatore

• Utilizzano il calore raggiante solare. Esistono diversi

tipi di centrali solari. Nelle centrali fotovoltaiche,

pannelli di silicio e di materiali analoghi convertono

direttamente la radiazione solare in corrente

elettrica. Negli impianti termici ad alta temperatura,

invece, un campo di specchi concentra la luce solare

verso un circuito. Qui scorre un fluido termodinamico

che viene riscaldato allo scopo di cedere calore al

sistema acqua-vapore-turbina-alternatore.

• Il sistema fotovoltaico e' un insieme di componenti

meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a

captare e trasformare l'energia solare disponibile,

rendendola utilizzabile sotto forma di energia elettrica,

questo avviene sfruttando un fenomeno fisico, noto come

effetto fotovoltaico (cioè la capacità che hanno alcuni

materiali semiconduttori di generare elettricità se esposti

alla radiazione luminosa).

Celle

fotovoltaiche

il pannello solare

• non produce energia elettrica ma

scalda acqua che può essere

utilizzata in maniere differenti

Pannelli solari

aspetti negativi

• Sono necessari spazi

relativamente grandi per

raccogliere questa energia, ed

eventualmente concentrarla.

• E' variabile; dipende dalle

condizioni meteorologiche,

dalla latitudine, dalle stagioni,

dall'alternanza giorno/notte

• piuttosto costoso captarla e

immagazzinarla.

aspetti positivi

• L'energia che da esso si ricava

è pulita, gratuita, illimitata nel

tempo e distribuita nel tempo.

• Non si producono scorie

• Non è pericolosa per gli

abitanti nei dintorni.

Centrali

eoliche AEROELETTRICA

• Vengono di solito costruite su

crinali montuosi o comunque in

zone in cui soffiano venti costanti.

Sono costituite da alte torri in cima

alle quali ci sono aerogeneratori a

una o a due pale che, girando,

producono direttamente elettricità.

aspetti negativi

• l'impatto visivo

• il rumore

• le interferenze elettromagnetiche

• gli effetti dannosi sulla flora e la fauna locale

• l'occupazione del territorio

aspetti positivi

• La fonte è a costo zero.

• L'energia che da essa si ricava è assolutamente pulita dal punto di

vista energetico.

Centrale geotermica GEOTERMOELETTRICA

• Queste centrali sfruttano le risorse

geotermiche (calore della Terra) del

sottosuolo per azionare turbine a bassa

pressione.

• La conversione dell'energia geotermica

è ampiamente competitiva e numerose

centrali sono state realizzate anche se

sono limitate nel mondo le zone in cui

tale energia si rende facilmente

disponibile.

• Il vapore surriscaldato viene

direttamente inviato nella turbina.

• Le nazioni che sfruttano maggiormente l’energia geotermica

sono: USA (con 160.000 impianti), Filippine, Messico, Indonesia,

Italia, Giappone, Nuova Zelanda, Islanda, Kenya, El Salvador e

Costa Rica.

• Per quanto riguarda i paesi Europei, l’utilizzazione della risorsa

geotermica a bassa è accertata solamente in pochi paesi:

Turchia, Italia, Grecia, Islanda, Russia, Francia e Portogallo

• Si ricorda che l’Italia è stata una delle nazioni pioniere nello

sviluppo dello sfruttamento energetico del potenziale

geotermico. In Italia la produzione di energia elettrica dalla

geotermia è fortemente concentrata in Toscana a Larderello

(attiva dal 1904!).

Milano

centrali

1. a biomasse

2. a combustibili fossili (metano, carbone…)

usano come motori le turbine a vapore ad alta

pressione con surriscaldamento e

condensazione.

1. Energia da biomasse

biomasse

• Con il termine “biomassa” si indica una serie di materiali di

origine biologica, che possono essere modificati

attraverso vari procedimenti per ricavarne combustibili o

direttamente energia elettrica e termica

• comprendono resti attività agricole e forestali, scarti delle

industrie alimentari, i liquidi reflui derivanti dagli

allevamenti, le alghe marine, ma anche piante

specificamente coltivate per la produzione di energia e

rifiuti organici urbani

Inesauribile, a patto

che essa venga

sfruttata non

oltrepassando il ritmo

di rinnovamento

biologico.

Consente lo

smaltimento di rifiuti

spesso molto

inquinanti

2. Centrale a combustibili

fossili

aspetti negativi

• la centrale può essere fonte di

malattie .

• emissioni inquinanti

(particolato e idrocarburi

aromatici) e gas serra

• I prezzi dei combustibili fossili

sono variabili e

presumibilmente destinati ad

esaurirsi

aspetti positivi

• Erogano grandi potenze

• È possibile ridurre

notevolmente l'impatto

ambientale utilizzando un

combustibile poco inquinante

(come il gas naturale, il gasolio

desolforato ed il carbone

bonificato) e unitamente al

montaggio di appositi filtri.

Energia idraulica

1. centrale idroelettrica

2. centrale mareomotrice

3. energia idrica

Centrale idroelettrica

• offrono energia a costi molto

competitivi e non richiedono

combustibili o materie prime;

• Sono una fonte di energia

totalmente rinnovabile e di fatto

illimitata.

• la produzione di energia può

avvenire in maniera molto più

rapida rispetto ad una centrale

termoelettrica o nucleare,

• un impatto ambientale di grandi

proporzioni

• cambiamento del microclima

locale

• problemi di sicurezza in caso di

forti terremoti o frane

Energia idrica l'energia dell'acqua di bacini

naturali o artificiali o quella delle

acque dei grandi fiumi viene

sfruttata per ottenere energia

elettrica

Centrali Maremotrici TALASSOMOTRICI

Nel mondo le principali centrali maremotrici

sono (in ordine di capacità in MW di potenza, dati agosto 2010):

• Rance in Francia: 240 MW

• Annapolis in Canada: 20 MW

• Jiangxia in Cina: 3,2 MW

• Kislaya Guba in Russia: 1,7 MW

• Uldolmok in Sud Corea: 1 MW

• Utilizzano l'energia del moto ondoso del

mare o quella associata ai cambiamenti di

livello provocati dalle maree o quella

ottenibile dalla differenza di temperatura tra

le acque di superficie e di profondità. Sono

impianti potenzialmente in grado di erogare

molta energia, ma la loro produzione è

alterna, vista la ciclicità del fenomeno. Sono

convenienti solo laddove l'escursione in

altezza della marea è notevole.

Proprio in Francia, dal 1966, è attiva la prima

centrale maremotrice (o centrale mareomotrice) al

mondo che sfrutta proprio il dislivello dell’acqua

che si forma tra l’alta e bassa marea. E’ la Rance

Tidal Power Station, che si trova tra Saint Malò e

Dinard, sulla Manica, alla foce del fiume Rance ed

ha una potenza di 240 MW.

La marea svuota e riempie l’estuario del fiume Rance due volte al

giorno, con un tetto massimo di 18000 metri cubi d’acqua e una

profondità che raggiunge, durante gli equinozi d’estate e

d’inverno, un record di 13,5 metri.

La diga di Saint Malo che fa da sbarramento tra l’estuario del

Rance e l’Oceano, ha una chiusa collocata sull’argine sinistro,

che permette alle barche di passare, una diga in pietrame, 6

valvole per il rapido svuotamento e riempimento dell’estuario e

24 turbine a bulbo.

Le cisterne, progettate ad hoc per la centrale mareomotrice, sono

costituite da turbine e un alternatore da 10000 KW che produce

elettricità.

Il funzionamento è garantito sia con la bassa che con l’alta

marea.

La centrale produce quasi 600 milioni di kWh all’anno che

corrisponde al fabbisogno energetico di una città di 300.000

abitanti e copre annualmente il 3% del fabbisogno elettrico della

Bretagna.

• Il mare, oltre ad essere un'importantissima fonte alimentare, è un

enorme giacimento di materie prime potenzialmente sfruttabili. Il mare è

inoltre fonte di moltissima energia pulita, come l'energia delle onde e

quella delle maree.

• Finora, però, l'energia pulita delle maree è stata sfruttata solo nella

centrale mareomotrice di Saint Malò, situata nel nord della Francia,

nelle regione della Bretagna. In questa località il dislivello elevato

raggiunto dalle maree consente la caduta di grandi masse d'acqua di

alcuni metri, permettendo così di trasformare l'energia cinetica delle

maree in energia elettrica.

Centrale nucleare ELETTRONUCLEARE

Differiscono dalle centrali termoelettriche tradizionali per il fatto

che il calore utilizzato è prodotto mediante reazioni di fissione

nucleare all'interno di un reattore. Il processo si verifica nel

nocciolo del reattore dove è il combustibile nucleare, sagomato in

barre, immerse in un moderatore, formato da grafite o acqua

pesante, che serve a rallentare i neutroni, necessari a innescare la

reazione di fissione, rendendoli più efficaci. Intorno al nocciolo

sono posti tubi dove scorre acqua che viene vaporizzata dal calore

prodotto dalla fissione. Il vapore prodotto fa ruotare le turbine del

generatore di corrente della centrale, allo stesso modo di una

comune centrale termoelettrica.