Storia energetica della Sardegna

L'energia in Sardegna

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Introduzione energia

Se l'interpretazione critica del modello di sviluppo di un paese può essere condotta tramite l'analisi dello sfruttamento delle risorse energetiche, questo risulta anche Fonti energetiche

il modo più semplice per ottenere dati concreti per quanto riguarda tale indice. Un Paese sviluppato dovrebbe, infatti, sfruttare al meglio le risorse energetiche che e sistemi di

possiede, ovvero ottenere i maggiori profitti con il minor costo sia economico che ambientale. È per questo che il mio studio si occuperà innanzitutto di analizzare lo produzione

sviluppo energetico di un territorio abbastanza circoscritto, la Sardegna, e dopo aver esaminato le risorse energetiche presenti e i vari metodi di produzione

presente sull’isola, tenendo conto delle risorse importate, procederà ad analizzare le prospettive di sviluppo. Un po' di storia

Storia energetica

Qualche dato

Conclusioni

Bibliografia

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Indice

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energia

1. Il concetto di energia Fonti energetiche

2. Le fonti energetiche e i sistemi di produzione e sistemi di

3. Un po' di storia produzione

4. Storia energetica

5. Qualche dato Un po' di storia

6. Conclusioni Storia energetica

7. Bibliografia Qualche dato

Conclusioni

Bibliografia

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Il concetto di energia

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Il concetto di energia energia

Fonti energetiche

L’energia è definita in Fisica come la capacità di un corpo di compiere lavoro. Anche per quest'ultimo si può prendere la definizione scientifica che intende il lavoro e sistemi di

come il prodotto scalare di una forza applicata a un corpo per lo spostamento che esso subisce. Riunendo le due definizioni è facile capire che per compiere produzione

qualsiasi attività sul nostro pianeta, l’uomo ha bisogno di energia. Infatti, anche la più insignificante attività umana, come l’alzarsi in piedi, implica un "consumo" di

energia, per via del fatto che l’uomo nell’atto di alzarsi, deve sempre vincere una forza costante, la forza di gravità. Per compiere le attività che gli consentono di Un po' di storia

vivere, l’uomo trae l’energia di cui ha bisogno dal cibo, tramite processi bio-chimici. Per fare funzionare i mezzi meccanici e in generale per produrre lavoro Storia energetica

“esterno” l’uomo deve sfruttare altre fonti energetiche presenti in varie forme sul nostro pianeta. Continuando a sviluppare il concetto di energia, è opportuno

stabilire le forme in cui essa ci appare, e le leggi che regolano i fenomeni legati ad essa. Qualche dato

Conclusioni

Il principio di conservazione dell’energia stabilisce che “l’energia totale di un sistema isolato non aumenta né diminuisce in nessun processo. L’energia può

essere trasformata da una forma all’altra, ma la sua quantità totale rimane costante.” Bibliografia

Questo giustifica l’uso delle virgolette nella parola “consuma”, perché in realtà l’energia non aumenta né diminuisce, ma viene solamente trasformata in una forma

differente.

Dal secondo principio della termodinamica si risale alla seguente affermazione: "qualsiasi cambiamento in un sistema isolato provoca una diminuzione della

quantità di energia utile, in quanto parte dell'energia viene dissipata come calore". Cioè il rendimento di una macchina (il rapporto tra l'energia utilizzata e il lavoro

compiuto) è sempre inferiore al 100%.

L’energia può essere classificata in due forme: l’energia cinetica e l’energia potenziale.

Per energia cinetica si intende l’energia che possiede un corpo in movimento, cioè il lavoro che esso compie quando si arresta. Tutti i corpi, infatti, possiedono

un’inerzia, definita come la capacità di mantenere il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme; quando una forza si oppone ad essi, la loro energia cinetica

compie un lavoro per contrastare la forza opposta, e quando l’energia cinetica si esaurisce, il corpo si ferma. Ne è un esempio un proiettile sparato verso l’alto, il

quale fintantoché possiede energia cinetica a sufficienza per vincere la forza di gravità, prosegue la sua corsa verso l’alto, prima di essere a sua volta vinta dalla

gravità che la riporta a terra.

Con questo esempio si può spiegare anche la natura dell’energia potenziale: il proiettile, man mano che sale in alto, perde la sua energia cinetica, ma a sua volta

acquista energia potenziale, legata alla posizione che esso assume nello spazio; questa energia è quella che permette al proiettile di tornare a terra.

Per energia potenziale si può intendere quindi l’energia posseduta da un corpo in base alla sua posizione nello spazio quando è all’interno di un sistema

conservativo di forze (nell’esempio precedente, il sistema conservativo è costituito dal campo gravitazionale della Terra). Non solo, l’energia potenziale è anche

l’energia chimica posseduta dai combustibili o l’energia elastica.

Nel SI l'unità di misura dell'energia è il joule (J), che esprime la quantità di energia (o il lavoro) che serve a esercitare una forza di un newton per la distanza di un

metro:

Utile all'analisi delle centrali elettriche è anche il concetto di potenza, che indica la quantità di energia prodotta nell'unità di tempo. Nel SI l'unità di misura della

potenza è il watt (W):

Per semplificare il calcolo dell'energia su grande scala e per facilitare il raffronto tra i vari sistemi di produzione è stata introdotta una nuova unità di misura, il TEP

(Tonnellate Equivalenti di Petrolio), che rappresenta la quantità di energia rilasciata dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo e vale circa 42 GJ.

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Fonti energetiche e sistemi di produzione

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Fonti energetiche e sistemi di produzione energia

Di seguito un elenco delle principali fonti energetiche presenti in Sardegna e dei sistemi di produzione ad esse associati. Fonti energetiche

Fonte energetica Sistemi di produzione e sistemi di

produzione

• Agricoltura; Fotovoltaico; Solare
• Radiazione solare termodinamico
• Carbone Centrale termoelettrica
• Acqua in caduta Idroelettrico
• Vento Eolico
• Rifiuti Termovalorizzatori; Biogas

Un po' di storia

Storia energetica

Qualche dato

Conclusioni

Bibliografia

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Radiazione solare

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Radiazione solare energia

La radiazione solare è l'energia emessa dal Sole sotto forma di radiazioni Fonti energetiche

elettromagnetiche. Di questa immensa quantità di energia la Terra ne riceve e sistemi di

solo una minuscola parte, pari a quasi mezzo miliardesimo del totale. Al produzione

2

limite superiore dell'atmosfera, su ogni cm² di superficie orientata

perpendicolarmente alla radiazione, arrivano circa 2 calorie al minuto (1,367 kW/m²), ossia, in termini tecnici, 2 langley al minuto che costituiscono la Storia energetica

costante solare. La costante solare è da intendersi come un valore medio di Qualche dato

riferimento, perché la potenza che raggiunge la fascia esterna della

atmosfera terrestre in realtà oscilla, principalmente a causa della variazione Conclusioni

periodica della distanza Terra-Sole. Di tutte le radiazioni che giungono al Bibliografia

limite superiore dell'atmosfera solo il 51% riesce ad arrivare fino alla

superficie terrestre a causa del riflesso delle nubi, del pulviscolo e del vapore

acqueo; questa quantità prende il nome di radiazione globale. Alla radiazione

globale va sottratto un ulteriore 4% perché riflesso dal globo terracqueo; la

radiazione effettiva risulta quindi pari al 47% della costante solare.

La radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre si distingue in:

• Rad. diretta
• Rad. diffusa
• Rad. riflessa

La radiazione diretta colpisce una qualsiasi superficie con un unico e ben definito angolo di incidenza. La radiazione diffusa incide invece su tale superficie con vari

angoli. Una superficie inclinata, può ricevere, inoltre, la radiazione riflessa dal terreno o da specchi d'acqua o da altre superfici (es. pareti di edifici adiacenti). Tale

contributo si chiama ALBEDO e deve essere valutato con attenzione. Se chiamiamo ID la radiazione diretta, IS quella diffusa ed R l’albedo, allora si ha che la

radiazione solare totale che incide su una superficie è: I = I + I + R

T D S 2

Il valore massimo della radiazione disponibile istantaneamente al suolo si assume pari a circa 1 kW/m². Dalla lettura dei dati sopraccitati è facile capire l'immensa

quantità di energia che ogni giorno irradia il nostro pianeta; risulta ovvio, quindi, l'interesse per le possibili utilizzazioni pratiche dell'energia solare.

Non bisogna scordare che i raggi del Sole sono la principale fonte di vita del nostro Pianeta: la natura se ne è sempre servita per compiere processi vitali, come la

fotosintesi clorofilliana per esempio.

È facile dunque capire che il primo utilizzo pratico dell'energia solare è stato nell'agricoltura. Successivamente si sono sviluppate tecnologie in grado di sfruttare

diversamente i raggi del Sole e produrre energia in diverse forme, meccanica o elettrica.

Ecco un elenco dei sistemi di produzione associati allo sfruttamento della radiazione solare.

1. Agricoltura
2. Solare termodinamico
3. Solare fotovoltaico

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L'agricoltura in Sardegna

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L'agricoltura in Sardegna energia

I raggi del Sole sono la principale fonte di vita del nostro Pianeta: la natura se ne è sempre servita per compiere processi vitali, come per esempio la fotosintesi Fonti energetiche

clorofilliana. È facile dunque capire che il primo utilizzo pratico dell'energia solare è stato nell'agricoltura. Attraverso l'agricoltura l'uomo ha potuto creare una riserva e sistemi di

di cibo, ovvero di energia, che poteva sfruttare al momento del bisogno. In Sardegna l'agricoltura è stata praticata già dall'era nuragica ed è diventato il punto di produzione

forza dell'economia sarda nel periodo romano, tanto da far diventare l'isola il granaio d'Italia. Successivamente l'agricoltura ha continuato ad essere praticata su

tutta l'isola con metodi molto arretrati rispetto alle zone più sviluppate d'Italia e d'Europa tanto che il Le Lannou, attraverso la comparazione delle attrezzature in uso Un po' di storia

in Sardegna tra il 1930 e il 1940 con quelle descritte da Virgilio e da Varrone, affermò che << nel campo dell’attrezzatura e delle tecniche......i sardi sono ai tempi di Storia energetica

Virgilio e di Varrone >>. Il vero sviluppo per l'agricoltura in Sardegna arrivò in seguito all'introduzione di prodotti chimici e alla meccanizzazione del lavoro. Qualche dato

Conclusioni

Bibliografia

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Fotovoltaico

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Fotovoltaico energia

Quando una radiazione elettromagnetica investe un materiale può, in certe condizioni, cedere energia agli elettroni più esterni degli atomi del materiale e, se questa Fonti energetiche

è sufficiente, l'elettrone risulta libero di allontanarsi dall'atomo di origine. L'assenza dell'elettrone viene chiamata in questo caso lacuna. L'energia minima necessaria e sistemi di

all'elettrone per allontanarsi dall'atomo deve essere superiore alla banda proibita del materiale. Questo fenomeno viene usualmente utilizzato nella produzione produzione

elettrica nelle celle fotovoltaiche. Il meccanismo di funzionamento si basa sull'utilizzo di materiali semiconduttori. Infatti, nel caso di materiali isolanti, il band gap

risulta troppo elevato per poter essere eguagliato dall'energia del fotone incidente, mentre per i materiali conduttori l'energia del band gap è piccolissima, quindi a Un po' di storia

temperatura ambiente c'è una continua creazione e distruzione di coppie elettrone-lacuna e l'energia necessaria alla creazione viene fornita direttamente dalle Storia energetica

fluttuazioni termiche. Quando un flusso luminoso investe invece il reticolo cristallino di un semiconduttore, si verifica la transizione in banda di conduzione di un

certo numero di elettroni al quale corrisponde un eguale numero di lacune che passa in banda di valenza. Si rendono pertanto disponibili portatori di carica, che Qualche dato

possono essere sfruttati per generare una corrente. Per realizzare ciò è necessario creare un campo elettrico interno alla cella, stabilendo un eccesso di atomi Conclusioni

caricati negativamente (anioni) in una parte del semiconduttore ed un eccesso di atomi caricati positivamente (cationi) nell’altro. Questo meccanismo si ottiene

mediante drogaggio del semiconduttore che generalmente Bibliografia

viene realizzato inserendo atomi del terzo gruppo come ad

esempio il boro e del quinto gruppo (fosforo) per ottenere

rispettivamente una struttura di tipo p (con un eccesso di

lacune) ed una di tipo n (con un eccesso di elettroni). Lo

strato drogato con elementi del quinto gruppo, che hanno

cinque elettroni esterni (o di valenza) contro i tre di quelli del

terzo gruppo, presenta una carica negativa debolmente

legata, costituita da un elettrone in eccesso per ogni atomo

drogante. Nello stesso modo, nello strato drogato con

elementi del terzo gruppo, che hanno invece tre elettroni

esterni, si ottiene un eccesso di carica positiva, data dalle

lacune degli atomi droganti. Il primo strato, a carica negativa,

viene generalmente chiamato strato n, l'altro, a carica

positiva, strato p, la zona di separazione è detta giunzione p-

n. Va sottolineato che il materiale risulta essere globalmente

neutro, dato che il drogaggio viene realizzato con atomi neutri

(non ioni), quello che cambia è l'eccesso di elettroni nei

legami covalenti, da una parte, e il difetto degli stessi

dall'altra. Mettendo a contatto i due materiali così ottenuti, si

viene a verificare un flusso di diffusione di elettroni dalla zona

n alla zona p e di lacune in direzione opposta, fino al

raggiungimento dell'equilibrio elettrostatico, che determina un

eccesso di carica positiva nella zona n, un eccesso di elettroni nella zona p e una regione intermedia detta regione di svuotamento (in inglese depletion region). Il

risultato è un campo elettrico interno al dispositivo (detto campo elettrico di built-in) che si estende a cavallo della regione di svuotamento, generalmente spessa