SOLARE TERMICO

L'energia del solare termico è tra i modi più razionali e puliti per scaldare l'acqua o l'aria sia nell'utilizzo domestico e che produttivo. I collettori termici moderni sono potenti, affidabili e duraturi, il recupero del calore solare diventa con pochi passaggi energia termica da utilizzare per gli usi più svariati, oltre la tradizionale produzione di acqua calda sanitaria, che è la primissima cosa che viene in mente quando si parla di pannelli solari termici, si può creare calore per riscaldare gli ambienti, piccoli o grandi, l'acqua delle piscine, si può riscaldare l'aria di una serra, creare una camera d'essiccazione per l'industria alimentare, si possono pre-riscaldare ingenti quantità d'acqua producendo vapore per particolari lavorazioni industriali. INCENTIVI STATALI: per le spese documentate, sostenute entro il 31 dicembre 2011, relative all’installazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda per usi domestici o industriali e per la copertura del fabbisogno di acqua calda in piscine, strutture sportive, case di ricovero e cura, istituti scolastici e università, spetta una detrazione dall’imposta lorda per una quota pari al 55% degli importi rimasti a carico del contribuente, fino a un valore massimo della detrazione di 60.000 euro, da ripartire in tre quote annuali di pari importo. Le spese per la certificazione energetica, ovvero per l’attestato di qualificazione energetica, rientrano negli importi detraibili. L'accesso ai suddetti incentivi è aperto a tutti, persone fisiche e persone giuridiche. Grazie allo sviluppo della tecnologia del settore, con un'adeguata progettazione, l'impianto solare termico può portare a far risparmiare sino all'80% sulle spese per la produzione di energia termica. Per un impianto solare termico "chiavi in mano", il rimborso statale è del 55% delle spese sostenute; in circa tre o quattro anni si ha il rientro dell'investimento, dopo di che si inizia a risparmiare e quindi a generare un utile. Il tutto senza dimenticare che l'energia solare è energia pulita, gratuita e accessibile a tutti.

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ENERGIA  EOLICA

L'energia eolica, prodotta dalla conversione dell'energia cinetica del vento in energia meccanica e quindi in energia elettrica, è una forma di energia solare. I venti sono generati dal riscaldamento non uniforme dell'atmosfera da parte del sole, dall' irregolarità della superficie della terra e dalla sua rotazione. Il vento passa  su entrambe le facce della pala, più velocemente sul lato superiore, creando un area di bassa pressione: questa differenza di pressione tra le due superfici ha come risultato una forza chiamata portanza aerodinamica. La potenza generata da un aerogeneratore dipende essenzialmente dall'area spazzata dal rotore e dal cubo della velocità del vento. Attraverso la curva di potenza di un aerogeneratore si può verificare la potenza elettrica che si è in grado di generare per diverse velocità di vento; la curva di potenza è caratteristica di ogni turbina. L'avviamento della macchina avviene quando è presente un vento di velocità sufficiente, mentre la macchina si ferma quando vi è un vento di velocità superiore a quella massima per la quale la macchina è stata progettata. La maggior parte delle turbine è studiata per generare la massima potenza ad una prefissata velocità del vento, nota come rated power; la velocità del vento a cui viene raggiunta è detta rated wind speed ed è scelta in base alla velocità anemologica locale. L'eolico non può sostituire totalmente sistemi di generazioni tradizionali, può però contribuire in modo sostanziale a ridurre considerevolmente la dipendenza ed il ricorso ad essi, con notevoli benefici ambientali ed economici, come hanno già dimostrato vari paesi.

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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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COGENERAZIONE

La cogenerazione è la produzione combinata di energia elettrica con recupero dell'energia termica di scarto e quest'ultima viene utilizzata per il teleriscaldamento e in processi produttivi a bassa temperatura (il teleriscaldamento è un sistema di riscaldamento centralizzato di centri abitati, basato generalmente sul recupero del calore residuo di una centrale termoelettrica o un impianto industriale). Il componente principale è un motore primo (normalmente del tipo a combustione interna) in cui l'energia meccanica viene trasformata in energia elettrica tramite un alternatore azionato dal motore stesso. Per ciò che riguarda i sistemi di cogenerazione interessanti ai fini pratici sono soprattutto le applicazioni della microcogenerazione diffusa rispetto a quelle del teleriscaldamento: mentre con quest’ultimo l’energia elettrica viene immessa direttamente nella rete elettrica ed il calore viene trasportato nelle reti di distribuzione presso le utenze cittadine, nella microcogenerazione, invece, il calore viene prodotto ed utilizzato direttamente presso gli utenti che hanno installato la centrale di cogenerazione, che normalmente consumano anche tutta l’energia elettrica auto-prodotta. Tra le fonti di energia assimilate alle rinnovabili sono di particolare rilievo la cogenerazione, intesa come produzione combinata di energia elettrica o meccanica e di calore recuperabile nei fumi di scarico e da impianti termici, da impianti elettrici e da processi industriali nonché altre forme di energia recuperabile in processi, in impianti e in prodotti ivi compresi i risparmi di energia conseguibili nella climatizzazione e nell’illuminazione di edifici con interventi sull’involucro edilizio e sugli impianti.

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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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