L’energia è indispensabile alla vita sulla terra e costituisce un elemento fondamentale per lo sviluppo sociale ed economico dell’umanità. La principale FONTE PRIMARIA dell’energia è il SOLE: esso da solo fornisce più del 90% di tutta l’energia disponibile sulla terra. Le altre fonte primarie sono il CALORE INTERNO DELLA TERRA, il NUCLEO DELL’ATOMO di alcune elementi e l’ATTRAZIONE GRAVITAZIONALE DELLA LUNA E DEL SOLE da cui deriva l’energia delle maree.

L’energia è l’attitudine di un corpo o di un sistema di corpi a compiere un determinato lavoro…… Tutti gli organismi per svolgere le loro funzioni, hanno bisogno di energia.

Tutto ciò che produce energia viene chiamato risorsa o fonte energetica. Le risorse energetiche della terra vengono classificate, in base alla loro disponibilità, in due gruppi: RISORSE NON RINNOVABILI O RISORSE RINNOVABILI.

Le risorse rinnovabili di energia derivano da fenomeni naturali come la pioggia, il vento, l’ irradiazione solare, il calore interno della terra, le maree e le onde. Si tratta di risorse gratuite che vengono continuamente rinnovate e utilizzate poco ed in maniera inadeguata. esse vengono indicate come grande fonti alternative,fonti alternative,cioè che possono essere utilizzate in alternativa alle fonte tradizionali per ovviare i problemi legati all’esaurimento delle riserve e all’inquinamento che causano.

Le risorse rinnovabili derivano quasi tutte dal sole ma non solo:Il vento, che produce L’ENERGIA EOLICA

La formazione delle molecole organiche, che vanno a costituire le BIOMASSE.

L’ENERGIA SOLARE, che aziona il ciclo dell’acqua che produce l’energia idroelettrica;

L’ENERGIA NUCLEARE che dipende dall’unione delle particelle che formano il nucleo dell’atomo

L’ENERGIA IDROELETTRICA derivante dal potenziale meccanico di una massa d’acqua

Anche dal MOTO DELLE ONDE si ricava energia

Per energia solare si intende l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole sulla terra. Solo una piccola parte di questa energia diviene realmente disponibile per sostenere la vita sul nostro pianeta, e una frazione ancora più modesta è usata dall'uomo per i suoi fabbisogni. La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso. Per il suo sfruttamento occorrono prodotti in genere di costo elevato che rendono l'energia solare notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di generazione dell'energia. In virtù dei potenti processi di trasformazione costantemente in atto nel Sole, dallo spazio arriva al nostro pianeta una quantità enorme di onde che seppur attenuate in modo significativo dalla nostra atmosfera, possono essere sfruttate per il miglioramento delle condizioni di vita della specie umana, e non solo. Le componenti che ci interessano particolarmente dell' energia solare sono:•le onde elettromagnetiche dello spettro visibile le onde elettromagnetiche dello spettro visibile (quella che comunemente chiamiamo "luce"); •l'energia termica diretta l'energia termica diretta (il cosiddetto "calore") •le onde elettromagnetiche dello spettro infrarosso onde elettromagnetiche dello spettro infrarosso (ulteriore "calore")

Le principali tecnologie che utilizzano l’energia solare riguardano i seguenti campi di applicazione:a)riscaldamento solare e riscaldamento passivo; b)conversione elio-termo-elettrica;c)conversione fotovoltaica;

a)L'energia solare può essere convertita in calore attraverso i pannelli solaripannelli solari, che riscaldano a temperatura relativamente bassa (inferiore a 100 °C) l'acqua usata per usi igienici e per il riscaldamento. Questo impiego dell'energia solare può avvenire solo su piccola scala, ma la sua diffusione, specie in comunità e in ambienti idonei,

può consentire notevoli risparmi energetici. Un sensibile risparmio si ottiene anche con il riscaldamento passivo, una tecnica costruttiva architettonica che permette di massimizzare il riscaldamento di un edificio nei momenti di minima insolazione (così come di ridurre il riscaldamento degli ambienti nei momenti di massima insolazione).

b) È un metodo di conversione dell'energia solare in energia elettrica. La luce solare viene concentrata tramite specchi su un fluido che, così riscaldato, produce vapore in uno scambiatore di calore. Il vapore entra poi in un ciclo di produzione dell'energia elettrica di tipo convenzionale, basato sul binomio turbina-alternatore. Pannelli solari

c) Alcune sostanze particolari e opportunamente trattate (semiconduttori) generano corrente elettrica per effetto fotovoltaico quando sono esposte alla luce solare. I sistemi fotovoltaici non possiedono parti in movimento, non necessitano di manutenzione e non fanno uso di acqua: possono pertanto essere installati in luoghi aridi o isolati. Inoltre gli impianti fotovoltaici possono essere realizzati in taglie estremamente variabili e quindi adattabili alle varie esigenze. Il rendimento delle celle fotovoltaiche è ca del 10%, ma celle sperimentali ad arseniuro di gallio-antimoniuro di gallio sono in grado di raggiungere un'efficienza superiore al 30%. Il costo di produzione dell'energia elettrica con questo metodo è circa cinque volte quello di produzione con metodi convenzionali, ma si sta progressivamente abbassando con il raffinarsi della tecnologia. Un sistema fotovoltaico è costituito da: un generatore fotovoltaico - E' costituito da celle fotovoltaiche formate da fette di un materiale semiconduttore (silicio) che si costituiscono in moduli, quindi in pannelli, quindi in stringhe che, collegate in parallelo, costituiscono il generatore fotovoltaico. Sulla superficie delle celle si genera (quando la cella è esposta alla luce) un campo elettrico che, se collegato ad un utilizzatore, dà luogo ad una corrente elettrica continua. un sistema di condizionamento e controllo della potenza - E' costituito da un inverter che trasforma la corrente continua in corrente alternata ed è necessario in quanto la quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovolta-ico non è costante ma varia al variare delle ore delgiorno, delle stagioni, delle condizioni meteorologiche. un accumulatore di energia , necessario per rendere autonomo il sistema, data la variabilità della fonte solare.

Per irraggiamento si intende il trasferimento di energia tra due corpi a mezzo di onde elettromagnetiche. Si intende in particolar modo l'irraggiamento termico che non prevede contatto diretto tra gli scambiatori, e non necessita di un mezzo per propagarsi. Si ha sia emissione che assorbimento di radiazione elettromagnetica. È un fenomeno che si presenta ad ogni temperatura, ma solo a temperature abbastanza elevate il contributo allo scambio termico per irraggiamento supera i contributi per conduzione e convezione. La quantità di calore emessa da un corpo per irraggiamento è infatti proporzionale alla quarta potenza della sua temperatura è perciò a basse temperature l'irraggiamento è responsabile di una frazione trascurabile del flusso di calore, ma al crescere della temperatura la sua importanza aumenta rapidamente fino a diventare il principale artefice della trasmissione del calore per temperature medio-alte. Il calore scambiato per irraggiamento si trasmette prevalentemente dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore; in realtà, l’energia si propaga in entrambe le direzioni, ma con minore intensità da quello freddo a quello caldo. L’emissione e l’assorbimento dipendono dalla frequenza della radiazione, dalla natura del corpo e da alcune caratteristiche della sua superficie; un corpo avente una superficie scura è un buon assorbitore, mentre un corpo avente una superficie chiara è un buon emettitore.

Il vento ha di solito, una bassa potenza e una intensità irregolare ,può cambiare di direzione o mancare del tutto. Esistono però zone sulla terra dove i venti spirano con regolarità per tutto l’anno, come ad esempio sulle coste e le isole e proprio in queste località che conviene istallare impianti capaci di catturare impianti capaci di catturare l’energia del ventol’energia del vento e di trasformarla in energia meccanica o elettrica. Il vento viene sfruttato mediante apparecchi, detti “aerogeneratori” che derivano dai mulini a vento costituiti da pale, fissate da un mozzo, che catturano il vento e trasformano tramite un generatore la sua energia cinetica in energia elettrica

L'energia del moto ondoso è una fonte di energia classificata tra le cosiddette "energie rinnovabili". Il moto ondoso del nome fa riferimento alla classificazione dell'energia per tipo di generazione. L'energia del moto ondoso è una fonte di recente sperimentazione in vari progetti europei di ricerca nel campo energetico. Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso. Un esempio noto è quello delle turbine Pelamis (sperimentate in Portogallo), costituite da strutture tubolari galleggianti ancorate al fondo marino. All'interno delle strutture vi sono delle turbine messe in moto dall'acqua che entra ed esce dalle strutture al ritmo del moto ondoso in cui il generatore si trova. Tali generatori generano energia con costanza, ma mostrano un ingombro non indifferente. Un altro tipo di impianto è quello a colonna d'acqua oscillante, anch'esso raccoglie l'acqua che entra grazie al moto ondoso per mettere in moto una turbina.

Un generatore di tipo differente in fase di sperimentazione consiste in una turbina (simile a quelle eoliche) sottomarina messa in moto dalle correnti marine. In questo caso, non si tratta propriamente di energia dalle onde, ma comunque da correnti che contribuiscono alla formazione delle onde stesse.

Per energia idroelettrica si intende l’energia derivante dal potenziale meccanico di un bacino idrico o di un corso d’acqua.Il principio su cui si basano le centrali idroelettriche è quello di trasformare l’energia potenziale di una massa d’acqua in quiete e/o l’energia cinetica di una corrente d’acqua in energia meccanica e successivamente trasformare questa energia meccanica in energia elettrica. (L'energia idroelettrica è quel tipo di energia che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale in energia cinetica nel superamento di un dislivello, la quale energia cinetica viene trasformata, grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina, in energia elettrica.)

In linea di massima un impianto idroelettrico è costituito dai seguenti componenti:1. opere di presa, la cui configurazione dipende dalla tipologia del corso d’acqua intercettato e dall’orografia della zona;2. opere di filtraggio, finalizzate all’eliminazione dall’acqua di grossi corpi sospesi;3. opere di convogliamento delle acque, costituite da canali o condotte forzate in funzione dell’orografia e conseguentemente della tipologia di impianto, a basso o alto salto;4. edificio centrale contenente le opere elettromeccaniche, quali ad esempio il gruppo turbina-alternatore, trasformatore, contatori, quadri elettrici e sistemi di controllo;5. opere di restituzione delle acque nel corso d’acqua principale. Varie sono le forme con le quali l’acqua ci offre energia: è possibile sfruttare l’energia delle onde, delle maree, delle correnti marine. Tuttavia una sola forma di energia dell’acqua ha assunto sinora rilievo. Si tratta dell’energia cinetica delle acque della superficie terrestre, che può essere convertita in energia elettrica mediante apposite turbine idrauliche (energia idroelettrica).L’idroelettrico è una forma di energia considerata rinnovabile in quanto sfrutta l’ inesauribile risorsa idrica, che è presente in grandi quantità sul nostro pianeta.

Le biomasse comprendono vari materialidi origine biologica, scarti delle attività agricole riutilizzati in apposite centrali termiche per produrre energia elettrica. Sitratta generalmente di scarti dell'agrico-ltura, dell'allevamento e dell'industria. •legname da ardere •residui agricoli e forestali •scarti dell'industria agroalimentare •reflui degli allevamenti •rifiuti urbani •specie vegetali coltivate per lo scopo

Le biomasse sono tutti materiali organici che possono opportunamente trattati, essere trasformati in combustibili. Per recuperare questa energia, gli scarti dell’agricoltura e dell’allevamento degli animali vengono sottoposti a particolari processi che li trasformano in combustibili solidi, liquidi o gassosi utilizzabili per la produzione di calore o di elettricità. Il processo più utilizzato e la fermentazione biologica, che aviene ad opera di microorganismi anaerobici: vengono prodotti, alcool o BIOGAS, costituito prevalentemente da metano.

Nelle centrali nucleari l'energia scaturisce dal bombardamento dell'uranio con neutroni. Il nucleo dell'uranio si divide in due nuclei più piccoli tramite un processo detto di 'fissione nucleare' durante il quale si genera energia e altri neutroni che, a loro volta, continueranno a far dividere i nuclei di uranio dando luogo alla famosa 'reazione a catena nucleare'. Durante questo processo viene emessa radioattività ad alta intensità. L'uranio è la materia prima delle centrali nucleari a fissione. Una minima quantità di uranio consente di produrre un'elevata quantità energia. Su altri aspetti il nucleare non trova ancora valide risposte:•Il principale svantaggio del nucleare sono le drammatiche conseguenze in caso di incidente•Le scorie radioattive devono essere stoccate per migliaia di anni•La produzione di armi nucleari resta l'ultimo grande handicap.•Il costo reale del nucleare. •La localizzazione degli impianti nucleari

L’unica risorsa rinnovabile che non deriva dall’energia solare è il calore interno della terra, che produce L’ENERGIA GEOTERMICA……………….

Il calore interno della terra può essere utilizzato per produrre energia, detta ENERGIA GEOTERMICA. All’interno della terra è contenuta una quantità enorme di calore, ma esso può essere sfruttato solo in quelle zone dove si trovano rocce calde a profondità non troppo elevate,

cioè nelle zone vulcaniche. Qui, nel sottosuolo, è presente acqua riscaldata dal magma; con opportune perforazioni essa viene raggiunta e il valore viene inviato ala turbina, collegata all’alternatore, che produce energia elettrica. In una centrale geotermica il vapore naturale fa muovere una turbina collegata ad un’alternatore. Il residuo viene fatto conversare in una torre di refrigerazione e iniettato nuovamente nel sotto suolo .Nel settore dell’energia geotermica l’Italia occupa nel mondo Una posizione di grande importanza. L’utilizzazione non elettrica dell’energia geotermica sarà più importante nel futuro, di quella elettrica .Le acque calde proveniente da pozzi geotermici possono essere impiegate per il riscaldamento delle case.

Creato da:Alessia LongoDaniela MemoliFederica Di PaolaSerena SpampinatoTiziana Lo Castro 4° F