PROGETTO FINALEPROGETTO FINALE

del modulo di progettazione del modulo di progettazione

del 1° anno del DOL perdel 1° anno del DOL per

““Esperto di didattica assistita dalle nuove Esperto di didattica assistita dalle nuove tecnologie”tecnologie”

ENERGIE ALTERNATIVEENERGIE ALTERNATIVE

a cura degli allievi coinvolti

con la collaborazione di Laura Tomatis

La La fonte di energia alternativafonte di energia alternativa indica un indica un modo “alternativo”di ottenere energia modo “alternativo”di ottenere energia

elettrica fondamentalmente differente da elettrica fondamentalmente differente da quella ottenuta con l'utilizzo dei quella ottenuta con l'utilizzo dei

combustibili fossili, che costituiscono le combustibili fossili, che costituiscono le fonti "non rinnovabili".fonti "non rinnovabili".

Nel mondo, negli ultimi anni, sono stati fatti Nel mondo, negli ultimi anni, sono stati fatti molti investimenti per promuovere ed molti investimenti per promuovere ed attivare la produzione e l’utilizzo delle attivare la produzione e l’utilizzo delle

fonti di energie non tradizionalifonti di energie non tradizionali.

di anno in annodi anno in anno

aumenta il problema del futuro “energetico” aumenta il problema del futuro “energetico” in tutto il mondoin tutto il mondo

Alcune forme Alcune forme

di di

energia alternativaenergia alternativa

- Energia idroelettrica

- Energia geotermica

- Energia ricavata dalla biomassa e biogas

- Energia eolica Energia eolica

- Energia solareEnergia solare (sia attraverso centrali solari (sia attraverso centrali solari termiche che fotovoltaiche) termiche che fotovoltaiche)

- - Energia del moto ondoso e delle maree Energia del moto ondoso e delle maree

ENERGIA EOLICAENERGIA EOLICA

L'energiaL'energia eolica eolicaè il prodotto della conversione dell’energia è il prodotto della conversione dell’energia

cinetica del vento in altre forme di energia cinetica del vento in altre forme di energia (elettrica o meccanica). (elettrica o meccanica).

E’ stata la prima forma di energia E’ stata la prima forma di energia rinnovabile scoperta dall'uomo dopo il rinnovabile scoperta dall'uomo dopo il

fuoco.fuoco.

I mulini a vento, un tempo, erano utilizzati per pompare acqua, oppure

movimentavano le macine per tritare i cereali.

Con l’aumentare dei costi energetici, si è Con l’aumentare dei costi energetici, si è riscoperto l’utilizzo dell’energia del riscoperto l’utilizzo dell’energia del

“vento”, anche in un’ottica di sviluppo “vento”, anche in un’ottica di sviluppo sostenibile.sostenibile.

Si è verificato un incremento notevole della Si è verificato un incremento notevole della produzione e dell’utilizzo dell’energia produzione e dell’utilizzo dell’energia

eolica tra il 2000 e il 2006.eolica tra il 2000 e il 2006.

Nel 2008 si è verificato un incremento notevole dell’utilizzo dell’energia eolica.

Infatti si è registrata una potenza, installata in tutto il mondo, di oltre 27.000 megawatt.

Alla fine del 2008 la potenza cumulata totale Alla fine del 2008 la potenza cumulata totale è stata di oltre 120.000 megawatt, con una è stata di oltre 120.000 megawatt, con una produzione di elettricità di circa l'1,5% del produzione di elettricità di circa l'1,5% del

fabbisogno mondiale di energia. fabbisogno mondiale di energia.

Nel Mondo in generale sono molti gli Stati Nel Mondo in generale sono molti gli Stati che utilizzano l’energia eolica, in che utilizzano l’energia eolica, in

particolare:particolare:

gli Stati Uniti d’America sono leader gli Stati Uniti d’America sono leader mondiali seguiti dalla Germania.mondiali seguiti dalla Germania.

la Spagna risulta terza come produttrice di la Spagna risulta terza come produttrice di energia eolica, energia eolica,

la Cina è in quarta posizione,la Cina è in quarta posizione,

l’India occupa la quinta posizione.l’India occupa la quinta posizione.

Al termine del 2008 si è registrato che gli Al termine del 2008 si è registrato che gli Stati Uniti d’America, la Germania, la Stati Uniti d’America, la Germania, la

Spagna, la Cina e l'India hanno prodotto Spagna, la Cina e l'India hanno prodotto oltre il 70% della potenza eolica mondiale.oltre il 70% della potenza eolica mondiale.

L’Italia occupa la sesta posizione, seguita dalla Francia

e

dal Regno Unito

In ItaliaIn Italia

esiste una produzione centralizzata, in cui si utilizzano grandi impianti posizionati in

luoghi molto ventilati

ed una produzione con piccoli impianti (cioè ed una produzione con piccoli impianti (cioè mulini con poche pale) posizionate nei mulini con poche pale) posizionate nei

comuni e finalizzate a soddisfare parte del comuni e finalizzate a soddisfare parte del fabbisogno dei rispettivi abitantifabbisogno dei rispettivi abitanti

Per installare un impianto eolico è Per installare un impianto eolico è necessario misurare la velocità del vento necessario misurare la velocità del vento

nel luogo in cui si vuole inserire il nel luogo in cui si vuole inserire il “mulino” e la potenza elettrica che può “mulino” e la potenza elettrica che può

essere prodottoessere prodotto

In Italia manca una legislazione sull’energia eolica. Forse per questo motivo non è

ancora molto diffusa.

I Comuni in cui si trovano degli impianti I Comuni in cui si trovano degli impianti eolici sono: eolici sono:

in Campania: in Campania:

Albanella (SA)Albanella (SA)

-

in Emilia Romagna:in Emilia Romagna:

San Benedetto Val di Sambro (BO), San Benedetto Val di Sambro (BO), Monterenzio/Castel del Rio (BO) Monterenzio/Castel del Rio (BO)

in Puglia:in Puglia:

Accadia (FG), Lecce.Accadia (FG), Lecce.

in Sardegna:

- Alta Nurra (SS), Aggius (SS), Ulassai (OG), Florinas (SS);

in Toscana:

Collesalvetti (LI), Montecatini Val di Cecina (PI), Montemignaio (AR), Monte Vitalba (PI),

Pontedera (PI), Scansano (GR), Lajatico (PI), Firenzuola (FI)

Come funziona un impianto eolico?

Le macchine eoliche (“Mulini a vento”) si dividono Le macchine eoliche (“Mulini a vento”) si dividono in due gruppi (in base al tipo di generatore in due gruppi (in base al tipo di generatore

eolico utilizzato):eolico utilizzato):

1. generatori eolici ad asse verticale, indipendenti 1. generatori eolici ad asse verticale, indipendenti dalla direzione di provenienza del vento; dalla direzione di provenienza del vento;

2. generatori eolici ad asse orizzontale, dove il 2. generatori eolici ad asse orizzontale, dove il rotore va orientato in modo perpendicolare rotore va orientato in modo perpendicolare alla direzione di provenienza del vento.alla direzione di provenienza del vento.

Alcuni svantaggiAlcuni svantaggi

- la produzione di energia eolica avviene ad la produzione di energia eolica avviene ad intermittenza;intermittenza;

- non può sostituire completamente la produzione delle fonti tradizionali, ma solo come “integrazione” delle fonti tradizionali.

Energia idroelettrica

Viene ricavata dalla trasformazione Viene ricavata dalla trasformazione dell’energia potenziale gravitazionale, dell’energia potenziale gravitazionale,

posseduta dall’acqua quando “cade” da posseduta dall’acqua quando “cade” da alte quote, in energia cinetica.alte quote, in energia cinetica.

L’energia cinetica viene trasformata in L’energia cinetica viene trasformata in energia elettrica attraverso un energia elettrica attraverso un

alternatore collegato ad una turbina.alternatore collegato ad una turbina.

Da dove viene ricavata l’energia idroelettrica?

Dal corso di fiumi e di laghi attraverso la creazione di dighe e di condotte forzate.

Ci sono vari tipi di diga: 1. nelle centrali a salto si utilizzano grandi altezze

di caduta disponibili nelle regioni montane;2.2. nelle centrali ad acqua fluente si sfruttano nelle centrali ad acqua fluente si sfruttano

grandi masse di acqua fluviale che superano grandi masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli.piccoli dislivelli.

“L'acqua di un lago o di un bacino artificiale viene inviata, in condotti forzati, a valle, in

questo modo si trasforma l’energia potenziale in energia cinetica attraverso la

turbina.

L'energia cinetica viene trasformata in L'energia cinetica viene trasformata in energia elettrica attraverso il generatore energia elettrica attraverso il generatore

elettrico.elettrico.

Per produrre energia idroelettrica Per produrre energia idroelettrica

può essere sfruttato anche il moto ondoso può essere sfruttato anche il moto ondoso delle maree.delle maree.

L'energia idroelettrica è una fonte di energia L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita (senza emissioni) e rinnovabilepulita (senza emissioni) e rinnovabile

Turbina idroelettrica

In Italia l’energia idroelettricaIn Italia l’energia idroelettrica

Rappresenta la principale risorsa alternativa e copre il 15% del fabbisogno energetico

italiano.

ENERGIA GEOTERMICA

E’ l'energia generata attraverso le fonti geologiche di calore.

In Italia fu utilizzata per la prima volta nel 1904 (generatore geotermico a

Larderello)

Alla fine del 2008 l'energia geotermica rappresentava meno dell'1% della produzione mondiale di energia

Per produrre energia geotermica è necessario sfruttare il calore che deriva

dagli strati più profondi della crosta terrestre.

Per estrarre e usare tale calore bisogna saper individuare il serbatoio o

giacimento geotermico, ossia le zone dove il calore stesso è concentrato.

NEL MONDO

L’energia geotermica viene utilizzata soprattutto in Islanda. Infatti in tale

Nazione viene utilizzata (oltre 80%) per il riscaldamento delle abitazioni.

Inoltre un grande impianto si trova in Inoltre un grande impianto si trova in California, ed anche in Africa California, ed anche in Africa

(precisamente in Kenya ed in Etiopia) (precisamente in Kenya ed in Etiopia) sono stati costruiti grandissimi impianti sono stati costruiti grandissimi impianti

per la produzione dell’energia geotermica.per la produzione dell’energia geotermica.

IN ITALIA

In Italia si utilizza l’energia geotermica per In Italia si utilizza l’energia geotermica per la produzione di energia elettrica la produzione di energia elettrica

soprattutto in Toscana (precisamente a soprattutto in Toscana (precisamente a Pisa, a Siena ed a Grosseto).Pisa, a Siena ed a Grosseto).

Il primo impianto è stato scoperto a Il primo impianto è stato scoperto a Larderello. Larderello.

Le centrali di Larderello e di Montieri Le centrali di Larderello e di Montieri producono oltre 4 miliardi di kilowattora.producono oltre 4 miliardi di kilowattora.

A Larderello si trova unA Larderello si trova un

"Museo dedicato al vapore"."Museo dedicato al vapore".

VANTAGGIVANTAGGI

Attraverso la “geotermia” è possibile Attraverso la “geotermia” è possibile ricavare, da fonti naturali, una grande ricavare, da fonti naturali, una grande

quantità di energia rinnovabile e pulita. quantità di energia rinnovabile e pulita.

Unico inconveniente è l’elevato costo per la Unico inconveniente è l’elevato costo per la trivellazionetrivellazione

ENERGIA SOLAREENERGIA SOLARE

L’energia solare è l'energia (termica oppure L’energia solare è l'energia (termica oppure elettrica) che viene prodotta attraverso elettrica) che viene prodotta attraverso

l’utilizzo dell’energia irraggiata dal Sole. l’utilizzo dell’energia irraggiata dal Sole.

Sulla Terra arriva una grande quantità di energia solare (diecimila volte superiore a

tutta l'energia usata dall'umanità).

Tale energia solare non è però concentrata, ma diffusa e quindi deve essere

“raccolta”.

Per poter utilizzare tale forma energetica è Per poter utilizzare tale forma energetica è necessario utilizzare strumenti costosi necessario utilizzare strumenti costosi

rispetto ad altre metodologie di rispetto ad altre metodologie di produzione di energia. produzione di energia.

E’ possibile utilizzare l'energia solareE’ possibile utilizzare l'energia solare

per generare elettricità (fotovoltaico) per generare elettricità (fotovoltaico)

oppure oppure

per generare calore (solare termico).per generare calore (solare termico).

Tecnologie- Pannello solare termico: sfrutta i raggi solari

per scaldare un liquido (nel suo interno) con speciali caratteristiche. Tale liquido cede calore, tramite uno scambiatore di

calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.

- Pannello solare a concentrazione: sfrutta Pannello solare a concentrazione: sfrutta degli di specchi parabolici a struttura degli di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre uno un tubo ricevitore in cui scorre uno speciale fluidospeciale fluido

- Pannello fotovoltaico: sfrutta le Pannello fotovoltaico: sfrutta le proprietà di particolari elementi proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia semiconduttori per produrre energia elettricaelettrica

PANNELLO SOLARE TERMICO

PANNELLO FOTOVOLTAICOModulo fotovoltaico cristallino

I pannelli fotovoltaici sono più utilizzati I pannelli fotovoltaici sono più utilizzati rispetto agli altri.rispetto agli altri.

In particolare sono utilizzati per fornire In particolare sono utilizzati per fornire acqua calda e riscaldamento ad abitazioni acqua calda e riscaldamento ad abitazioni

e piccoli complessi. e piccoli complessi.

La durata è di circa 30 anni. La durata è di circa 30 anni.

Hanno però un costo elevato.Hanno però un costo elevato.