IMPIANTI SOLARI srl
Ing. Patrizi & Patrizi
ENERGIA GEOTERMICA
L'energia geotermica è l'energia generata sfruttando fonti geologiche di calore. Il calore della Terra è l'energia naturale che accompagna da sempre la storia dell'uomo. Le temperature della crosta terrestre crescono più si scende in profondità: in media, ogni 100 metri la temperatura delle rocce aumenta di 3° (quindi 30° ogni Km e 300° ogni 10 Km). In alcune particolari zone si possono presentare condizioni in cui la temperatura del sottosuolo è leggermente più alta della media, un fenomeno causato dai fenomeni vulcanici o tettonici. E' proprio in queste zone "calde" che l'energia può essere facilmente recuperata mediante la geotermia, che consiste nel convogliare i vapori provenienti dalle sorgenti d'acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica e riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento, le coltivazioni in serra e il termalismo. Le principali applicazioni del vapore naturale proveniente dal sottosuolo sono due: 1) la produzione di energia elettrica tramite il classico metodo delle turbine, 2) il calore geotermico incanalato in un sistema di tubature utilizzato per attività locali di riscaldamento. Per alimentare la produzione del vapore acqueo si ricorre spesso all'immissione di acqua fredda in profondità, una tecnica utile per mantenere costante il flusso del vapore. In questo modo si riesce a far lavorare a pieno regime le turbine e produrre calore con continuità. Di recente si sta sviluppando anche un settore della bioarchitettura specializzato nella mini-geotermia, in questo caso non si tratta più della realizzazione dei grandi impianti industriali, bensì di piccoli impianti condominiali in grado di sfruttare il calore nel sottosuolo per opere di riscaldamento e rinfrescamento degli appartamenti; questi impianti possono essere realizzati quasi ovunque.
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ENERGIA IDROELETTRICA
L'energia idroelettrica è l'energia che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale (posseduta da masse d'acqua in quota) in energia cinetica nel superamento di un dislivello: questa, a sua volta viene trasformata, per mezzo di un alternatore accoppiato ad una turbina, in energia elettrica. L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe e di condotte forzate. Esistono vari tipi di diga: nelle centrali a salto si sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Nelle 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. L'acqua di un lago o di un bacino artificiale viene convogliata, attraverso condutture forzate, a valle trasformando così la sua energia potenziale in energia di pressione e cinetica grazie al distributore e alla turbina. L'energia cinetica viene poi trasformata attraverso il generatore elettrico, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in energia elettrica. Per permettere di immagazzinare energia e di averla a disposizione nel momento di maggiore richiesta, sono state messe a punto centrali idroelettriche di generazione e di pompaggio. Nelle centrali idroelettriche 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. Questi impianti permettono di immagazzinare energia nei momenti di disponibilità per utilizzarla nei momenti di bisogno. 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. L'energia prodotta dalle centrali idroelettriche è da classificarsi come energia rinnovabile in quanto, almeno in teoria, l'acqua può essere riutilizzata infinite volte per lo stesso scopo senza depauperamento. Il concetto di rinnovabilità è subordinato alla costanza del volume annuo degli afflussi integrali.
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BIOMASSA
Le fonti di energia da biomassa sono costituite dalle sostanze di origine animale e vegetale, non fossili, che possono essere usate come combustibili per la produzione di energia. La più antica fonte di energia da biomassa è la legna, che può essere usata senza pre-trattamenti. Altre fonti da biomassa, (come, per esempio, gli scarti vegetali) devono essere "pulite" tramite un digestore. BIOMASSA DA VEGETALI: dalla fermentazione dei vegetali ricchi di zuccheri, come canna da zucchero, barbabietole e mais, si possono ricavare etanolo o alcool etilico da utilizzare come combustibile per i motori a scoppio, in sostituzione della benzina. Dalle oleaginose (girasole, colza, soia) si ottiene il biodiesel. In alcuni paesi si stanno sperimentando coltivazioni pilotate di vegetali a crescita veloce da utilizzare per produrre energia, ad esempio per alimentare piccole centrali elettriche come già avviene negli USA, in India e in Giappone. BIOMASSA DA RIFIUTI VEGETALI: oltre ai vegetali coltivati, anche i rifiuti vegetali e liquami di origine animale possono essere sottoposti a digestione o fermentazione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno). La biomassa viene chiusa in un digestore nel quale si sviluppano microorganismi che con la fermentazione dei rifiuti formano il cosiddetto biogas. Questo può essere usato come carburante, combustibile per il riscaldamento e per la produzione di energia elettrica. Anche dai rifiuti raccolti nelle città si può ricavare energia. BIOMASSA SECCA: acquisisce sempre più importanza e ogni anno cresce la produzione di legna ecologica e biomassa secca ottenute dallo sfruttamento razionale delle foreste.
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IDROGENO
L'idrogeno è il primo elemento chimico, il più leggero e il più abbondante nell'universo. In atmosfera è molto raro e praticamente inesistente allo stato puro sulla superficie e nel sottosuolo terrestre. Sulla Terra, la fonte più comune di questo elemento è l'acqua. L'idrogeno è inoltre presente nella maggior parte della materia organica (cioè tutte le forme di vita conosciute), nel carbone, nei combustibili fossili, nel gas naturale e nel metano. Ma questa diffusa presenza non deve ingannare: infatti, attualmente l'approvvigionamento di idrogeno ed il suo immagazzinamento sono molto costosi, rendendone l'utilizzo ancora molto limitato. Tra l'altro, producendolo dai combustibili fossili, l'estrazione di idrogeno da queste materie prime (processo di reforming) significherebbe aumentare ancora di più le emissioni inquinanti, senza considerare la sempre più limitata disponibilità di petrolio e carbone. Uno scenario probabilmente "auspicato" dalle multinazionali del petrolio, ma sicuramente da evitare. Attualmente, l'idrogeno è utilizzato in grandi quantità per applicazioni industriali, ma molto poco come combustibile per motori. Però, molte sono le alternative alle quali singoli inventori, laboratori dedicati e consorzi lavorano, in modo da far pensare che l'idrogeno, una volta introdotto come "carburante", potrebbe esser prodotto in una miriade di modi diversi che non richiedono l'uso dei combustibili fossili. La proposta piu' interessante e' quella di produrre l'idrogeno direttamente in mare, in posti ben esposti al sole, utilizzando dei grandi "tappeti" di cellule fotovoltaiche flottanti che riuscirebbero, con la corrente diretta che producono, a ottenere buone quantita' di idrogeno direttamente dall'acqua di mare. L'idrogeno potrebbe essere trasportato, da navi speciali, in stato liquido al prossimo "idrogenodotto". Altri ricercatori sono al lavoro con batteri e con catalizzatori metallici che permetterebbero di scindere liquidi di vario genere in idrogeno e altro, ottenendo cosi' il carburante del futuro senza spendere energia elettrica. Altri ancora sperimentano con diverse forme di scariche elettriche, che sembra riescano a disassociare le molecole dell'acqua in modo più efficace che non la corrente diretta normalmente utilizzata. Si deve dunque far sì che l'idrogeno si produca in modo compatibile con l'ambiente e non dispendioso di energie che otteniamo con il consumo di petrolio e carbone.
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