Combustibili fossili e fonti di energia rinnovabili

La produzione di energia tramite combustili fossili presenta diversi problemi, tra cui costi elevati, impatto ambientale e rifornimenti da altri paesi. Per questo, i governi finanziano ultimamente la produzione di energia tramite altre fonti, quelle rinnovabili, ovvero fonti di energia che si rinnovano in breve tempo. La terra possiede
- Energia solare: ogni anno l’energia solare immagazzinata dalla terra è di 4 x 10^24 J. La maggior parte di questa quantità è costituita da radiazioni infrarosse visibile con una piccola quantità di radiazioni ultraviolette.

L’energia solare non arriva tutta sulla superficie terrestre, perché intacca altri gas. In media, sulla superficie della terra arrivano 180 W/m2. A livello locale il flusso dipende dalla latitudine. Un sistema per utilizzare direttamente l’energia solare è quello di utilizzarla come energia solare termica. Ad esempio tramite pannelli solari, che utilizzano collettori solari per raccogliere energia del sole, fluidi termovettori per trasferire il calore e un sistema di immagazzinamento del calore. Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da celle fotovoltaiche (di silicio), con dei semiconduttori che assorbono i fotoni dell’energia solare e tramutano direttamente in elettricità senza bisogno di una turbina. Poi abbiamo gli impianti solari termodinamici, che sfruttano un sistema di specchi, il quale riflette i raggi solari ad un ricevitore nel quale interno vi sono oli sintetici. Esso trasferisce il calore a un generatore di vapore, collegato a sua volta ad una turbina che produce elettricità. Un esempio è il progetto Archimede dell’Enea, così come Campo Solare di ENEL energia a Siracusa.
- Energia idraulica:. L’acqua che scorre è una fonte di energia rinnovabile, in quanto essa viene aspirata dagli oceani dal sole, e rispedita nuovamente sulla terraferma, dalla quale scorre nuovamente verso gli oceani. Gli oceani, inoltre, producendo venti e onde, possiedono buone quantità di energia cinetica rinnovabile.
- L’energia idraulica è sfruttata per produrre elettricità nelle centrali idroelettriche. Una diga crea uno sbarramento di un corso d’acqua, formando un bacino di contenimento che implica un dislivello tra parte alta e bassa dello sbarramento. L’acqua, viene condotta tramite delle ampie tubature nel centro della centrale idroelettrica, dove è convogliata nella turbina. L’energia potenziale gravitazionale si trasforma cosi in energia cinetica grazie all’azione di una girante, ovvero un tubicino che ruota insieme alla turbina e alla base della diga questa è convertita in elettricità dal generatore collegato all’asse della turbina. Da qui, l’energia elettrica viene trasformata, ovvero se ne aumenta la tensione e si abbassa l’intensità e quindi viene trasmessa tramite fili elettrici distanziati. Avvengono quindi due trasformazioni, energia potenziale gravitazionale in energia cinetica, e energia cinetica in elettricità, e l’efficienza di queste centrali è molto più alta rispetto a quelle delle centrali termoelettriche in cui avvengono 3 trasformazioni. L’acqua in eccesso viene posta sulla parte più bassa e riutilizzata in un nuovo processo di formazione di elettricità. La Cina e il Brasile hanno maggior produzione di elettricità tramite acqua. Tra i vantaggi delle centrali idroelettriche vi è che esse non emettono gas serra e non dipendono da alcun combustile. Ma la costruzione di dighe danneggia ecosistemi acquatici. La diga ha vita limitata perché quando l’acqua fluviale penetra, il carico sedimentario riempie il bacino creando un tappo.