Introduzione al corso di Sistemi energetici (basi)

Conversione dell'energia - Terminologia

Definizione di macchina

1. Sistema energetico costituito da organi meccanici ed impianti ausiliari opportunamente collegati al fine di operare conversioni energetiche.

2. Sistema che svolge lavoro meccanico e che converte una forma di energia in un'altra con caratteristiche differenti.

Macchina a fluido: macchina che sfrutta trasformazioni termodinamiche di fluidi per lo scambio/conversione energetica.

Definizione di impianto motore

Impianto motore: sistema che converte forme di energia primaria in energia meccanica.

Impianto motore termico: sistema che converte energia termica in energia meccanica.

Macchine a fluido

Macchina motrice: sfrutta fonti primarie per ottenere forme di lavoro utili per le attività umane.

Macchina operatrice: impiega energia meccanica per vincere resistenze ed effettuare cicli termici.

La conversione di energia nelle macchine a fluido è basata essenzialmente sugli scambi di energia tra fluidi e organi mobili della macchina. In alcuni casi tali scambi energetici hanno un funzionamento ciclico.

Integrazione energia economia ambiente

Il tema energetico è strettamente collegato ai problemi demografici, economici ed ambientali che sono a vicenda strettamente interconnessi.

Conversione dell'energia

Terminologia

Definizione macchina:

1. Sistema energetico costituito da organi meccanici ed impianti ausiliari opportunamente collegati al fine di operare conversioni energetiche.

2. Sistema che svolge lavoro meccanico e che converte una forma di energia in un'altra con caratteristiche differenti.

→ Macchina a fluido: macchina che sfrutta trasformazioni termodinamiche di fluidi per lo scambio/conversione energetica.

Definizione impianto motore: sistema che converte forme di energia primaria in energia meccanica.

→ Impianto motore termico: sistema che converte energia termica in energia meccanica.

Macchine a fluido

→ Macchine motrici: sfruttano fonti primarie per ottenere forme di lavoro utili per le attività umane.

→ Macchine operatrici: impiegano energia meccanica per rimuovere incrementi di entalpia richieste dai fluidi di lavoro.

La conversione di energie nelle macchine a fluido è basata essenzialmente sugli scambi di energia tra fluidi e organi mobili della macchina; in alcuni casi tali scambi energetici hanno un funzionamento ciclico.

Interazione energia economia ambiente

Il tema energetico è strettamente collegato ai problemi demografici, economici ed ambientali che sono a vicenda strettamente interconnessi.

Schema dei flussi energetici

Fonti primarie

• Radiazione solare
• Campo gravitazionale
• Processi biologici
• Combustibili
• Venturi onde
• Luce
• Calore endogeno
• Energia geotermica
• Reazioni nucleari
• Decomposizione radioattiva
• Combustibili
• Energia termica
• Energia meccanica
• Energia elettrica

Conversioni energetiche tecnicamente rilevanti

• Conversioni energetiche prodotte da celle a combustibile o direttamente in uso

Forze primarie

• Trasformazione stata dolane
• Formazione corrente d'aria
• Radiazione solare
• Campo gravitazionale

Conversione indiretta

• Combustione
• L'energia meccanica
• Energia idroelettrica
• Energia ottica
• Energia elettrica
• Massa

Fonti combustibili

Formazione durante diverse | combustibili fossili | Centrali termo-elettriche | Si brucia il combustibile per produrre calore. Il calore viene sfruttato per produrre vapore ad elevata temperatura e capace di mettere in turbina generando lavoro utile.

• Turbine a gas
• Motori a combustione interna

Formazione sistema solare | Fissione nucleare

Si genera calore tramite una reazione (esotermica) nucleare di fissione di atomi di elementi molto stabili.

Energie rinnovabili

Fonti energetiche naturali, il cui utilizzo comporta un abbattimento delle emissioni inquinanti.

Fonti primarie

• Radiazione solare
• Impanto solare idraulica
• Energia eolica
• Energia solare
• Carico gravità
• Energia delle maree
• Energia geotermica

Proiezione nella "problematica energetica" (convenzione)

1. Fabbricazione energetica

   Legge del raddoppiamento: il tasso di crescita del consumo energetico è del ... annuo in media; .. richiesta raddoppia circa ogni ... anni. Ciò che potrebbe globale perché dello sviluppo nuove industri .. 3° mondo + ft + economie ...

2. Costi energetici: i costi energetici sono oggetto ce ie: che la parte agricola è regola di mercato, aumento del fabbisogno, nuove sbr importabile

3. Produzione semplimenti caome avenire trasformazione delle fonti energetiche più convenenti e utilizzabili.

4. Potenze richieste

5. Impatto ambientale

   Emissioni in atmosfera: Sistema (CO2 emotion), basati silisco compatibili. Stagiduta preamte mature per riscaldamente globale

   Contaminazione idrica communicates si modifiche dell'ecosistema terra, continent Contenuiconsappò misurazione aspetto amb. pratica ambienti antatt.

Ambiente demografico

Sino al 1800 la popolazione mondiale è rimasta costante poi ha assist. un aumento esponenziale, con un dou di crescita della popolazione del lteso (riv. industriale) in poi. Progressi scientifici e rivoluzione industriale hanno isolato moteir dem. perché mortality ed un miglioramentu della qualità della vita.

Evoluzione dei sistemi energetici

Naturalmente con l’aumento demografico è cresciuto anche il fabbisogno energetico globale, variando nelle fonti utilizzate.

Rendimenti

I progressi continui, anche in ambiti tecnologici, hanno progressivamente reso efficienti i rendimenti di conversione energetica (oggi ≱ 0,9 per carbone e ≱ 0,6 per gas).

Energia elettrica - Caratteristiche

• Difficilmente immagazzinabile
• Comunicare produzione-uso; coincide produrre e mettere a disposizione, limitata degli stoccaggi.
• Costruire - ITALIA
• L'Italia ha una struttura deficitari nella produzione di energia; viene in gran parte importata dall’estero.
• Abbiamo costi di base: coperti principalmente da impianti termoelettrici.
• Consigli di punta: coperti principalmente dagli impianti idroelettrici.

Impianti di produzione in Italia

• Idroelettrica: 22,2 GW (2015)
  • Sfruttano energia potenziale dell'acqua accumulata in bacini
  • Sono usati anche come sistemi di accumulo
• Termoelettrica: 66 GW (2015)
  • Si sfrutta produzione di vapore o cicli combinati
• Fonti alternative
  • Solare (18,3 GW)
  • Biomasse
  • Eolico
  • Geotermoelettrici (