Appunti riassuntivi di Risorse energetiche ed energie alternative

Energia nucleare

fissione nucleare

fusione nucleare

energia di legame → decadimento radioattivo (raggi α, β, γ)

Impianti:

• BWR (boiling water reactor) → refrigerante acqua
• PWR (pressurized water reactor) → refrigerante acqua pressurizzata
• GCR (gas cooled reactor) → refrigerante CO₂ ed elio
• FBR (fast breeder reactor) → refrigerante sodio liquido

Impianti nucleari = centrali termoelettriche in cui il generatore di calore è un reattore nucleare in luogo di un reattore chimico.

confinamento di scorie:

• deposto in strutture artificiali (per periodi limitati)
• immisione in formazioni geologiche profonde
• trasmutazione (accelerazione di particelle, bombardamento neutronico)

rifiuti radioattivi:

1. categoria (radioattività decade in mesi o pochi anni)
2. categoria (radioattività decade in centinaia di anni)
3. categoria (radioattività decade in migliaia di anni)

rifiuti in depositi fino ad decadimento, per poi essere smaltiti, come residui dopo un reprocessing, separando uranio e plutonio e rimessi nuovamente nel ciclo del combustibile.

Energia idroelettrica

• ad acqua fluente
• a bacino

energia potenziale gravitazionale -> energia cinetica -> energia elettrica

3 fattori principali: salto lordo o geodetico, salto netto e motore portata

E = γ g G H

Ge _p Po

η = ηₙ ηᵣ ηₘ ηₜ

valutazioni risorse idriche: curve isoclete, regime plurimoto, coefficiente di efflusso C: V / V₀, curve idrodinamica

ζ = f (G)

1. ad acqua fluente: realizzato derivando direttamente dal fiume una frazione di portata

2. curva di durata turbina Kaplan o Francis grande portate, piccoli salti

Q = 2 ÷ 40 m³/s H = 10 ÷ 100 m

3. a bacino: attraverso opere di sbarramento, si spilla solo la portata richiesta, potenza regolabile, solo per somme depa

esistono impianti ad accumulatore per pompaggio

curva di deflusso turbina Pelton -> piccole portate, grandi salti

H fino a 1400 m Q < 50 m³/s

Combustibili

solidi, liquidi, gassosi

• naturali:
  • attuali: legno → rinnovabile, emissione nulla di CO₂
  • recenti: torba → prodotto di umificazione di sostanze vegetali, scarso, poco inquinante
  • fossili: lignite, antracite → trasformazione sotterranea anaerobica, i più importanti
• artificiali: scaldando ad alta temperatura i combustibili naturali in assenza di aria, si ottiene un residuo carbonioso che, a seconda del combustibile naturale processato, costituisce i vari combustibili artificiali
  • legna → carbone di legna → non si utilizza più per la scarsità di legna
  • torba → semi coke → riscaldamento a 500°C di torba e lignite
  • litantrace e antracite → coke → sopra i 500°C

carboni → combustibili più importante e abbondante e economico, stabile e affidabile

↓ inquinante: particolato, CO, SOx, NOx e molta CO₂

gassificazione → conversione di un qualunque combustibile a contenuto carbonioso in un prodotto gassoso, con un potere calorifico di interesse tecnico

petrolio → miscela naturale composta principalmente da idrocarburi, che si accumula in giacimenti sotterranei e che può presentarsi allo stato gassoso (gas naturale), liquido (oli meno pesanti), solido (bitume)

• formazione:
  • roccia madre
  • condizioni forme adeguate
  • cracking
  • rottura atomi carbonio
  • migrazione
  • primaria e secondaria
  • accumulo

  produce meno CO₂ del carbone

• rilevamento
  • perforazione
  • sollevamento
  • investimenti
  • meccanismi di spinta
  • trasporto
  • raffinazione

raffinazione → di combustibili

• benzine, diesel, GPL, cherosene -> temperatura di ebollizione e pressione atmosferica dei diversi componenti, varia da 262°C a oltre 500°C
• oleofine, bitumini, oli lubrificanti
• benzine T: 40-200°C
• gasolio ST: 180-285°C

trasporto gas → GNL e CNG

La bassa densità di energia, ostica lo stoccaggio e il trasporto

produce meno CO₂ del petrolio