L`Energie Rinnovabili

Tesina di tecnica
L’Energie Rinnovabili
L’Energia: parte della nostra vita quotidiana
Nella vita di tutti i giorni, forse senza saperlo, consumiamo energia,
anche senza saperlo. Infatti un corpo che è in stato di quiete, cioè
fermo, possiede un determinato tipo di energia chiamata potenziale.
Poi però se c’è l’intervento di una forza, che è la causa che produce
un cambiamento nello stato di quiete o moto di un corpo, o che ne
modifica la forma, che mette in movimento il corpo si manifesta
l’energia cinetica quella di movimento.
Qualunque corpo in movimento, possiede energia cinetica, mentre un
corpo che si trova a una certa altezza rispetto al suolo possiede
energia potenziale: più in alto si trova il corpo, maggiore è la sua
energia potenziale. Durante la caduta l’energia potenziale si
trasforma gradatamente in energia cinetica. Non esistono però solo
due tipi di energia ma anche molte altre come quella elastica,
chimica, elettrica …
Gli scienziati definiscono l’energia come
la capacità di un corpo a compiere un lavoro. Il lavoro a sua volta è
definito come l’applicazione di energia al fine di ottenere un
determinato risultato. La quantità di lavoro compiuto da una forza
costante che sposta un oggetto di un tratto lungo la direzione della
forza stessa è data da una formula:
L=Fxs
L = lavoro
F = forza
s = spostamento
Le forme di Energia
L’energia esiste già in natura e si presenta in forme diverse.
L’energia ne si crea ne si distrugge ma si può solo farla passare da
una forma all’altra.
Le fonti energetiche si dividono in fonti primarie e fonti secondarie.
Le fonti primarie sono quelle che si utilizzano senza la manodopera
dell’uomo.
Le fonti secondarie sono quelle che invece vengono lavorate
dall’uomo.
A loro volta le fonti energetiche si suddividono in rinnovabili, non
rinnovabili e alternative.
Le energie rinnovabili sono quelle che ci saranno sempre e che si
rinnovano ogni volta come l’acqua, il vento, il calore interno della
Terra, il Sole e le biomasse.
Le energie non rinnovabili sono quelle che prima o poi finiranno come
il petrolio, il carbone e il gas naturale.
Le energie alternative sono quelle in alternativa delle energie non
rinnovabili cioè tutte quelle rinnovabili più l’energia nucleare.
Le Fonti Rinnovabili
In principio c’era il Sole come il vento e le correnti d’acqua che
fornivano energia all’uomo ma mano mano che l’uomo ha scoperto
nuove fonti di energia quelle primarie sono state sempre meno
utilizzate.
Il problema però è che le energie non rinnovabili sono inquinanti
tralasciando il fatto che prima o poi finiranno e dovremo riprendere
l’abitudine di utilizzare l’energie rinnovabili cosiddette “verdi”
perché non inquinano.
L’energia rinnovabile più consumata, come mostra il grafico, risulta
che è l’idrica e a seguire l’energia solare, eolica, geotermica e infine
delle biomasse.
L’acqua
L’acqua è una fonte di energia rinnovabile derivata dall’energia
solare: il calore del Sole fa evaporare l’acqua, che si innalza a grandi
altezza per poi condensare e ritornare al suolo sottoforma di
precipitazioni atmosferiche. Nel punto di caduta l’acqua possiede
un’energia potenziale gravitazionale che, durante la discesa al mare,
si trasforma in energia cinetica.
L’energia dell’acqua può essere utilizzata direttamente, cioè senza
subire trasformazioni, come si è fatto per secoli, per esempio per
mettere in movimento, con l’impiego delle ruote idrauliche, le
macchine per l’industrie artigianali dei secoli scorsi; oppure può
essere utilizzata indirettamente, per esempio convertendola in
energia elettrica nelle centrali idroelettriche.
I motori idraulici
I primi ad utilizzare la ruota idraulica furono i greci e in seguito la
adottarono anche tutte le altre nazioni. La ruota idraulica veniva
utilizzata per la macinazione del grano. La ruota è costituita da una
serie di palette oblique che girano nei corsi d’acqua.
Esistono tre tipi di ruote idrauliche:
• la ruota per di sotto in cui l’acqua colpisce le pale dal basso; il suo
rendimento non è alto ma ha il vantaggio di poter essere
utilizzata anche in fiumi con poca pendenza;
• la ruota per di fianco ha le caratteristiche intermedie delle altre
due ruote;
• la ruota per di sopra l’acqua è incanalata in modo tale da colpire le
pale dall’alto e quindi può essere usata solo dove c’e un notevole
dislivello e quindi è più conveniente;
Con il diffondersi della macchina a vapore però la ruota idraulica
andò in disuso: il suo principio di funzionamento tornò però a essere
usato con l’energia elettrica nella turbina idraulica.
Il vento
L’energia eolica è quella dovuta al vento, cioè allo spostamento delle
masse d’aria. Anche l’energia del vento può essere sfruttata in modo
diretto, ad esempio coi mulini. Si ha invece un utilizzo indiretto nelle
centrali eoliche, nelle quali l’energia del vento viene trasformata in
elettricità.
Il vento è una delle fonti di energia su cui si concentra il maggiore
interesse in quanto è pulita, rinnovabile ed è a costo zero.
Purtroppo può essere utilizzata solo in zone altamente ventose e
produce un inquinamento acustico perché le pale che girano sono
molto rumorose.
I motori eolici
Il mulino a vento è formato è formato da un edificio che tiene in
sospeso una grande ruota formata da quattro o più ampie superfici
chiamate ali, adatte a ricevere la spinta del vento.
Il Sole
Il Sole fornisce alla Terra praticamente tutta l’energia di cui ha
bisogno. La Terra comunque riceve una parte minima dell’energia
liberata dal Sole sotto forma di onde, capaci di propagarsi
attraverso il vuoto e che noi percepiamo con luce e calore. L’energia
solare viene sfruttata direttamente nelle serre e nei dissalatori che
trasformano l’acqua marina in acqua dolce. Viene sfruttata
indirettamente coi pannelli solari, nelle centrali solari a specchio e
nelle centrali fotovoltaiche. Le centrali solari a specchio sono
costituite da un gran numero di specchi che catturano i raggi solari
inviandoli in una caldaia. I raggi surriscaldano l’acqua della caldaia
facendola evaporare; il vapore aziona una turbina che collegata ad
un alternatore produce elettricità. Le centrali fotovoltaiche sono
costituite da panelli chiamati celle fotovoltaiche che quando
vengono colpite dai raggi solari producono immediatamente energia
elettrica.
Il Calore interno della Terra
L’energia geotermica rappresenta il calore proveniente all’interno
della Terra e può essere sfruttata sia direttamente, nei luoghi dove
questa è concentrata, per il riscaldamento,per impianti termali o
serre sia in modo indiretto per produrre energia elettrica.
La temperatura interna del nostro pianeta aumenta a mano a mano
che si scende in profondità. L’acqua piovana infiltrandosi nel
sottosuolo quando trova strati rocciosi impermeabili si accumula e
forma dei depositi che si riscaldano a contatto di queste rocce
calde. Quando l’acqua trova uno sbocco verso l’alto, risale in
superficie sotto forma di acqua calda e di vapore. A seconda delle
diverse temperature della presenza di vapore questi fluidi
geotermici sono utilizzabili nella produzione di elettricità.
Il calore interno della Terra può raggiungere la superficie
naturalmente, con i geyser o artificialmente con un pozzo perforato.
Le Biomasse
Con il termine Biomassa si intendono le sostanze di origine biologica
come i materiali e i residui di origine agricola o forestale, i rifiuti,
gli scarti delle industrie agroalimentari.
L’energia della Biomassa può servire per un uso diretto: in alcuni casi
i residui della lavorazione di legno e paglia che vengono bruciati per
ricavarne calore. Se ne fa anche un uso indiretto, poiché questi
combustibili possono essere successivamente utilizzati in impianti
per produrre energia elettrica o termica.
L’uso della Biomassa è vantaggioso perché permette di utilizzare
come materia prima i rifiuti di altri processi di trasformazione per
produrre un gas combustibile (biogas). I rifiuti vengono raccolti in
un gran serbatoio e vengono fatti fermentare. Il biogas ottenuto è
raccolto in contenitori a tenuta stagna e può essere utilizzato come
combustibile per il riscaldamento degli edifici o per produrre
energia elettrica; i fanghi che restano sul fondo del digestore
possono essere utilizzati come fertilizzanti.