GIULIA ANDRESINI

ENERGIERINNOVABILI

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ENERGIA IDROELETTRICA

L’energia idroelettrica è una fonte di energia alternativa e rinnovabile, che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale, posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina. L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe. La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine. In questo caso si parla di energia mareomotrice.La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine. In questo caso si parla di energia mareomotrice.

STORIA: I greci e i romani furono le prime civiltà nel Mondo allora conosciuto, ad utilizzare la potenza dell'acqua, o più precisamente dell'energia cinetica prodotta dal liquido, sfruttarono questo tipo di energia rinnovabile solo per azionare semplici mulini ad acqua per macinare il grano.TIPI DI CENTRALE: Centrali a salto Si sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Centrali ad acqua fluente Si utilizzano invece grandi masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli; per far questo però il fiume deve avere una portata considerevole e un regime costante.Centrali di pompaggio L'acqua viene pompata nei serbatoi a monte sfruttando l'energia prodotta e non richiesta durante la notte cosicché di giorno, quando la richiesta di energia elettrica è maggiore, si può disporre di ulteriori masse d'acqua da cui produrre energia. Centrale di generazione

EFFETTI SULL’AMBIENTE: L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita integrativa e rinnovabile, tuttavia la costruzione di dighe e grandi bacini o invasi artificiali, con l'allagamento di vasti terreni, apporta sempre e comunque un certo impatto ambientale che nei casi più gravi può provocare lo sconvolgimento dell'ecosistema della zona con grandi danni ambientali.

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ENERGIA EOLICAL'energia eolica è la conversione dell'energia del vento in una forma utilizzabile di energia, generalmente grazie all'utilizzo di aerogeneratori che producono energia elettrica, tramite mulini a vento che producono energia meccanica, pompe a vento che pompano l'acqua oppure ancora vele che spingono in moto le navi. Grandi parchi eolici sono costituiti da centinaia di singoli aerogeneratori collegati alla rete di trasmissione di energia elettrica. L'energia eolica è un'energia alternativa ai combustibili fossili, abbondante, rinnovabile e a sostegno dell'economia verde, ampiamente distribuita, pulita, non produce emissioni di gas serra durante il funzionamento e richiede una superficie di terra non eccessivamente elevata. Inoltre, le previsioni del tempo consentono alla rete elettrica di essere preparata tempestivamente a seconda delle variazioni previste nella produzione.

STORIA: Per migliaia di anni, barche a vela e velieri hanno utilizzato l'energia eolica mentre gli architetti hanno usato la ventilazione naturale negli edifici fin dai tempi antichi. I primi mulini a vento furono in uso in Iran almeno dal 9° secolo e forse già dal 7° secolo. L'impiego di mulini a vento si diffuse subito dopo in tutto il Medio Oriente e nell'Asia centrale e più tardi anche in Cina e in India.

TIPI DI EOLICHE: Eolico near-shore Nel caso del near-shore si tratta invece di impianti distanti meno di tre chilometri dalla costa sul mare, ma con distanze che non superano i 10 km dalla costa. Il sottoinsieme che è installato sulla terraferma ha caratteristiche simili alla on-shore in termini di produzione.

Eolico on-shore Si tratta dell'eolico più diffuso, anche per motivi storico-tecnologici. Le caratteristiche dell'eolico on-shore sono tipiche di impianti posizionati localizzati distanti almeno 3 km dalla più vicina costa, su colline, o in zone aperte e ventose. Questi impianti ha una potenza molto estesa e possono essere connessi sia alla rete "pubblica" come quella dell'ENEL, sia su una rete isolata per alimentare utilizzatori locali.

Eolica off-shore L'eolico off-shore è più stabile, fornisce più energia e possiede un minor impatto visivo, tuttavia i costi sono più alti. Con l'espressione "eolico off-shore" si intendono gli impianti installati ad alcune miglia dalla costa di mari o laghi, per utilizzare le forti correnti di queste zone. In Norvegia, sorgerà il più grande impianto eolico off-shore al mondo.

EFFETTI SULL’AMBIENTE: Rispetto all'impatto ambientale delle fonti energetiche tradizionali, l'impatto

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dell'energia eolica è relativamente minore in termini di inquinamento. L'energia eolica non consuma carburante e non emette inquinante atmosferico. L'energia consumata per produrre e trasportare i materiali utilizzati per costruire un impianto eolico è uguale alla nuova energia prodotta dall'impianto nei primi mesi.

ENERGIA BIOMASSE

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Con il termine biomassa si indica generalmente un insieme di organismi animali o vegetali presenti in una certa quantità in un dato ambiente come quello acquatico o terrestre. In letteratura il concetto di biomassa viene spesso trattato in modo differente a seconda del contesto in cui è inserito. Le biomasse sono particolarmente importanti in due diversi campi quali quello ecologico e quello delle energie rinnovabili, dove rappresentano una fonte di energia di origine biotica.

STORIA: Dal punto di vista storico, il concetto di biomassa è stato introdotto negli anni venti. All'epoca, lo scienziato Vladimir Ivanovič Vernadskij (1863–1945) cercò di valutare quale fosse la massa di tutti gli esseri viventi. Zenkevich e prima di lui Demoll hanno definito biomassa quella massa che tutti gli organismi viventi di una particolare area possiedono insieme. Dall'inizio del secolo l'utilizzo delle biomasse come combustibile per i riscaldamenti ha avuto un notevole incremento in Europa e in Cina, principalmente grazie al pellet.

TIPI DI BIOMASSE: Le biomasse possono essere caratterizzate da 3 diversi criteri: - il contenuto di acqua (biomassa fresca o secca) - la sua origine (vegetale o animale) - vitalità (presenza di organismi morti o vivi al suo interno)

A seconda della loro origine le biomasse si possono distinguere in: Fitomassa: la biomassa proviene da piante

Zoomassa: la biomassa proviene da animali

Biomassa microbica: la biomassa proviene da microrganismi

EFFETTI SULL’AMBIENTE: L'utilizzo della biomassa come fonte energetica per riscaldamenti genera inquinamento. La grande crescita delle biomasse ha reso significativo il loro contributo all'inquinamento globale. L'inquinamento domestico è dovuto quasi integralmente al consumo di biomasse dato che la combustione di gas è una combustione estremamente efficiente.

L'impiego delle biomasse ai fini energetici non provoca quindi il rilascio di nuova anidride carbonica, principale responsabile dell'effetto serra. Inoltre, data la loro natura, la biodegradabilità costituisce un ulteriore vantaggio per l'ambiente.

SVANTAGGI: -Per necessità economiche di funzionamento è una forma opposta a politiche di minimizzazione della produzione dei rifiuti

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-Sono richieste grandi aree a causa della bassa densità energetica -Richiesta di utilizzo di fertilizzanti -Problemi di logistica per la fornitura della risorsa -Problemi di condizione ambientale/meteo -Produzione annua non costante.

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ENERGIA GEOTERMICA

L'energia geotermica è l'energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e può essere considerata una forma di energia alternativa e rinnovabile, se valutata in tempi brevi. Si basa sui principi della geotermia ovvero sullo sfruttamento del calore naturale della Terra dovuto all'energia termica rilasciata dai processi di decadimento nucleare naturale degli elementi radioattivi quali l'uranio, il torio e il potassio, contenuti naturalmente all'interno della Terra (nucleo, mantello e crosta terrestre).Per lo sfruttamento del calore geotermico sono state create le centrali geotermiche. Il flusso di vapore proveniente dal sottosuolo, oppure canalizzato tramite perforazione, produce una forza tale da far muovere una turbina; l'energia meccanica della turbina viene infine trasformata in elettricità tramite un alternatore. Questa energia può essere utilizzata sia come fonte di energia elettrica che come fonte di calore.

STORIA: L'energia geotermica fu utilizzata per la prima volta per la produzione di elettricità il 4 luglio 1904. Accadde in Italia, il quale sperimentò il primo generatore geotermico, in Toscana. Il primo sfruttamento industriale è iniziato nel 1827 con l'uso del vapore di un geyser per estrarre l'acido borico da un vulcano di fango, presso Larderello, in Italia. Le centrali elettriche geotermiche sono state tradizionalmente sviluppate in aree vulcaniche, caratterizzate dall’alta temperatura. Progetti dimostrativi sono operativi in Germania e Francia, mentre un tentativo iniziato a Basilea, in Svizzera era stato chiuso dopo aver causato dei terremoti. Altri progetti dimostrativi sono in costruzione in Australia, nel Regno Unito e negli Stati Uniti d'America.TIPI DI SORGENTI GEOTERMICHE: Sorgenti idrotermiche La sorgente si trova a profondità non eccessive (1000–2000 m) e a seconda della pressione può essere classificata come sorgente geotermica a vapore o ad acqua dominanteSorgenti geopressurizzate La sorgente si trova a profondità maggiori (3000–10000 m) e l'acqua ivi contenuta è a pressioni elevate (1000 atm) e ad una temperatura di 160 °CSorgenti petrotermiche La sorgente si trova a profondità maggiori rispetto alle precedenti ed è composta da rocce calde (senza acqua). EFFETTI SULL’AMBIENTE: La geotermia consente di trarre dalle forze naturali una grande quantità di energia rinnovabile e pulita.

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VANTAGGI: Un vantaggio è il possibile riciclaggio degli scarti, favorendo il risparmio. La trivellazione è il costo maggiore. Anche per quanto riguarda la generazione di energia termica la geotermia (a bassa entalpia) presenta numerosi vantaggi: economia, ambiente, sicurezza, disponibilità e archite.

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ENERGIA MARINA

Con energia marina, energia oceanica o energia pelagica si intende l'energia racchiusa in varie forme nei mari e negli oceani. Per l’energia marina si ricava energia da: le onde, le correnti, le maree, il gradiente di salinità ed il gradiente di temperatura. Tra queste, le tecnologie più mature sono quelle legate alle maree ed il moto ondoso. L’Italia, con quasi 8.000 km di coste, potrebbe essere uno dei paesi leader per la ricerca, lo sviluppo di nuove tecnologie marine. Le ricerche stanno contribuendo a rendere possibile lo sfruttamento energetico da fonti marine in Mediterraneo grazie allo sviluppo di nuove tecnologie mirate, in grado di utilizzare le risorse disponibili nei nostri mari. L’energia cinetica può essere sfruttata normalmente in aree costiere e in stretti, isole e paesaggi.

STORIA: La prima stazione per lo sfruttamento di energia da marea è stata costruita nel 1966 a La Rance, in Francia, con una capacità di 240 MW. Dagli anni ’80 ad oggi, circa 12 impianti sono stati realizzati in tutto il mondo. La più grande installazione è un impianto da 254 MW completato nel 2011, in Corea del Sud. Attualmente sono in fase di realizzazione 30 turbine tidali a New York. La prima applicazione è stata un dispositivo costruito intorno al 1910 per dare elettricità vicino a Bordeaux. In tutto il mondo, il Regno Unito è uno dei Paesi più all’avanguardia per lo sfruttamento di energia dal mare. In Italia attualmente stiamo passando dal prototipo alla fase applicativa di alcuni dispositivi, collocati soprattutto in ambito portuale.

TIPI DI SISTEMI DI ESTRAZIONI: -Energia delle correnti marine -Energia a gradiente salino  -Energia mareomotrice  -Energia del moto ondoso -Energia talassotermica 

EFFETTI SULL’AMBIENTE: Purtroppo causa alcuni problemi agli organismi marini animali e vegetali che sono:-Alterazione delle correnti -Alterazione dei fondali e trasporto dei sedimenti -Alterazione degli habitat di profondità -Rumore -Campi elettromagnetici -Tossicità dei prodotti chimici

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-Interferenza con gli spostamenti e le migrazioni degli animali -Urti con le strutture rigide -Alterazione della temperatura dell'acqua

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ENERGIA SOLAREL'energia solare è una energia pulita rinnovabile proveniente dal sole che viene prodotta grazie allo sfruttamento diretto dei raggi solari sulla Terra, raccolta e accumulata dai pannelli solari. I pannelli solari sono composti da molte celle che sono dei dispositivi che convertono l’energia luminosa in energia elettrica ed è caratterizzato da diversi processi chimici (drogaggi).ll pannello solare chiamato anche sistema fotovoltaico viene utilizzato molto nelle abitazioni e in vaste pianure dove il sole è molto forte e raggiante.PANNELLI SOLARI I pannelli solari sono costituiti da collettori solari che possono essere:-Solare termico -Solare a concentrazione -Fotovoltaico I pannelli sono divisi in: -Pannelli solari fotovoltaici Contiene il silicio -Pannelli solari termici Non produce elettricità ma serve solo per riscaldare l’acqua-Pannelli solari termodinamici Producono sia elettricità e riscalda acqua non solo per l’uso personale ma anche industriale

Riduce le emissioni di CO2 di circa 1.300 kg all'anno e il suo guadagno è di circa 1.000 euro. Nel 2017 costa circa 6mila euro che, grazie alla detrazione 50%, diventano circa 3mila euro di costo effettivo. In più, i pannelli di ultima generazione offrono un rendimento di qualità per almeno 35 anni. NOVITA’: Quest'anno molti hanno approfittato dei nuovi inverter integrati con accumuli, che permettono di conservare l'energia prodotta e non consumata sul momento, per poterla utilizzare ad esempio di sera

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STORIA: A partire dal primo secolo d.c., i Romani iniziarono a sviluppare sistemi di riscaldamento delle abitazioni e dell’acqua basati sullo sfruttamento del calore solare e dell’effetto serra indotto dal vetro. Risale, infatti, al 1767 l’invenzione del primo collettore solare, ad opera dello svizzero Horace de Sausurre. Per mezzo di una sorta di pentola, rivestita di sughero nero e coperta da tre strati di vetro, era possibile catturare il calore e portare ad ebollizione l’acqua per cucinare. Più di un secolo più tardi, nel 1891, l’americano Clarence Kemp, brevettò il primo pannello solare termico per il riscaldamento dell’acqua sanitaria. La scoperta dell’effetto fotovoltaico è decisamente più recente. Nel 1839 il francese Edmond Becquerel scoprì che il platino, colpito dai raggi solari, produceva una piccola corrente elettrica. In seguito l’effetto venne verificato anche sul selenio, ma con rendimenti ancora troppo limitati per giustificare un’applicazione su larga scala. 

EFFETTI SULL’AMBIENTE: Le centrali solari sono ingombranti: sottraggono vaste aree all'agricolture e agli insediamenti umani e modificano il paesaggio. Tuttavia non scaricano fumi nell'atmosfera e non inquinano le acque.

TIPI DI CENTRALI: L'energia solare può essere trasformata in energia elettrica mediane:Centrale termodinamica  La captazione dell'energia solare avviene mediante un sistema di grandi specchi (eliostati) orientabili, che riflettono i raggi solari concentrandoli su una caldaia posta in cima alla torre. Nella caldaia, si genera vapore che viene inviato alla turbina. Centrale fotovoltaica  La conversione viene mediante le celle fotovoltaiche, che sono costruite da il silicio, che generano corrente elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare.

STATISTICHE: L’energia solare in Italia ha avuto grande successo negli ultimi dieci anni, soprattutto nel 2011, quando il nostro Paese è stato il principale installatore di impianti fotovoltaici nel mondo e risultano che nel 2013 sono installate 591.029 pannelli con potenza di 18.053.Ma la crescita maggiore si registra in Cina.

VANTAGGI/SVANTAGGI:

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Vantaggi

-Insostenibilità L’utilizzo degli impianti solari permette di produrre energia a basso impatto ambientale.-Risorse infinite Fin quando il Sole non si spegnerà, possiamo utilizzare l’energia che arriva sul nostro pianeta a nostro piacimento-Costi bassi-Facilità di smantellamento e riutilizzo dei pannelli fotovoltaici Gli impianti solari non creano alcun tipo di rifiuto, anzi, fino al 95% di un singolo pannello può essere riciclato e quindi avere bassissime conseguenze di impatto ambientale.

Svantaggi

-Costo di installazione Il costo dell’impianto fotovoltaico può essere elevato -Spreco di ampi territori Avendo una bassa concentrazione, la luce solare deve essere captata da superfici il più ampie possibili. Una soluzione attuata recentemente consiste nel localizzare gli impianti vicino a zone desertiche-Incapacità di grandi accumuli Il più grande problema è che il Sole non sempre c’è. All’utente però l’energia serve anche in questi due casi! La soluzione deriva dall’immagazzinare l’energia solare che non viene usata quando il Sole c’è. Le batterie di accumulo oggi esistenti non sono in grado di garantire una copertura energetica abbastanza grande da risolvere il problema.