Centrali per la produzione · centrale mareomotrice di Saint Malò, situata nel nord della Francia,...
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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.