Ecologia - Appunti

Il potenziale nell'ambito delle abitazioni è ancora maggiore

Lo sfruttamento dell'energia che andrebbe persa costituirebbe un ulteriore grande passo avanti verso lo sfruttamento razionale dell'energia. Si pensi soltanto che il 50 per cento circa dei rifiuti che vengono bruciati negli impianti di incenerimento dei rifiuti urbani è costituito da biomassa rinnovabile. Ciò significa che la metà del calore prodotto dai rifiuti sarebbe potenzialmente utilizzabile.

La perdita di calore nei motori a combustione può essere sfruttata mentre il motore stesso produce energia elettrica. Questo principio viene chiamato cogenerazione di energia elettrica e termica ed è in grado di raggiungere un grado di efficacia del 90%.

NUOVE ENERGIE RINNOVABILI

Dal 1990 al 1996 il sole, il vento nonché la legna e altre biomasse hanno fatto registrare incrementi di utilizzo notevoli.

4.1 ENERGIA SOLARE

L'energia solare è una risorsa pulita e rinnovabile.

indispensabile per la vita sulla terra. Oggi consente anche di liberarci dal peso della bolletta dell'elettricità e migliorare la qualità di vita. Installare sul proprio tetto 8 metri quadri di pannelli fotovoltaici consente di abbattere per almeno 25 anni la propria spesa per l'energia elettrica. Decidere di realizzare un impianto fotovoltaico è senz'altro un'ottima idea. Il mercato attuale offre una vastissima gamma di moduli fotovoltaici per la produzione di energia pulita: un'offerta talmente ampia, in virtù dell'alto livello di specializzazione raggiunto, da rendere opportuna se non indispensabile nella fase di progettazione la consulenza di un tecnico. Si potrà così realizzare un progetto dettagliato che tenga conto, oltre che delle necessità dell'utilizzatore, anche dei fattori climatici della zona di installazione e delle caratteristiche strutturali del sito di installazione. La prima cella

La tecnologia fotovoltaica fu realizzata negli anni '50. Il nome fotovoltaico esprime in sé tutto il significato della scoperta, "foto" deriva da "luce", "voltaico" deriva invece da Alessandro Volta, inventore della batteria. Le celle fotovoltaiche collegate tra loro formano un "modulo". Un insieme di moduli formano un pannello da collocare sui tetti delle abitazioni oppure ovunque ricevano l'irraggiamento solare diretto.

Come funziona un impianto Fotovoltaico? Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttamente la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosiddetto "effetto fotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materiali conduttori opportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento molto diffuso in natura), di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente.

Con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Essa è generalmente di forma quadrata con superficie di circa 100 cm2, si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di sole tipiche italiane, una corrente di 3 A (Ampère) con una tensione di 0.5 V (Volt), quindi una potenza di 1.5 W (Watt).

Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gli impianti fotovoltaici connessi alla rete è utile fare riferimento al grafico che riporta il bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale.

Le barre verticali gialle rappresentano le quote di energia elettrica fornita dall'impianto fotovoltaico. Tale energia è proporzionale alla radiazione solare incidente e quindi segue un andamento con valori massimi nelle ore centrali della giornata.

Le barre rosse invece rappresentano le quote di

Energia elettrica richiesta dall'utenza presa come esempio. L'andamento dei consumi elettrici, pur essendo indicativo, evidenzia comunque una richiesta di energia elettrica concentrata nelle ore serali in cui l'impianto fotovoltaico non è in grado di erogare energia.

Bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale. Quando l'energia elettrica richiesta è superiore a quella che l'impianto fotovoltaico è in grado di fornire, l'utenza preleva energia dalla rete. D'altra parte, quando l'energia elettrica richiesta è inferiore a quella disponibile, e quindi si verificano degli esuberi, l'energia elettrica prodotta dall'impianto fotovoltaico viene immessa in rete.

4.2 L'ACQUA. Grazie all'acqua si ottiene su tutta la Terra circa il 6,7% del complessivo fabbisogno energetico e oltre il 20% dell'energia consumata. Il terzo mondo continua a fare affidamento su questa risorsa.

oggi ampiamente sfruttato, ma si sta cercando di trovare soluzioni alternative per ridurre l'impatto ambientale. Una delle soluzioni proposte è l'utilizzo di turbine eoliche offshore, che sfruttano l'energia del vento al largo delle coste. Questo tipo di impianto non ha bisogno di dighe o bacini artificiali e non provoca danni agli ecosistemi fluviali. Inoltre, l'energia eolica è una fonte rinnovabile e pulita, che non produce emissioni di gas serra. Altre soluzioni che si stanno studiando sono l'utilizzo di energia solare e l'energia geotermica. Queste fonti energetiche sono anch'esse rinnovabili e non inquinanti, ma richiedono ancora ulteriori sviluppi tecnologici per diventare economicamente competitive. In conclusione, sebbene le centrali idroelettriche siano state a lungo considerate una fonte di energia conveniente, è necessario valutare attentamente il loro impatto ambientale e cercare soluzioni alternative più sostenibili.ora adeguatamente utilizzato, soprattutto in quelle situazioni caratterizzate da una forte dipendenza dall'estero nel campo energetico. Le possibilità di sfruttamento nei paesi in via di sviluppo, invece, vista le abbondanti risorse idriche, appaiono enormi, ma con tutte le riserve derivanti dalle considerazioni ecologiche indicate. Nel nostro paese l'energia idroelettrica ha giocato un ruolo particolarmente rilevante dalla metà degli anni venti fino agli anni cinquanta. Negli ultimi venti anni si è registrato un sensibile calo, con un tasso che oggi tocca appena il 10%, poiché la forte crescita dei consumi energetici è stata fronteggiata per lo più con il ricorso alle centrali termoelettriche. Dal moto ondoso degli oceani e dai flussi di marea, teoricamente, si potrebbero recuperare grandi quantità di energia. Il primo impianto per lo sfruttamento dell'energia delle onde di marea è stato costruito in Francia, ma haparzialmente deluso, poiché il costo di produzione dell'energia si è rivelato superiore a quello idroelettrico convenzionale. Come produrre energia dall'acqua? L'energia si ottiene sfruttando la caduta d'acqua attraverso un dislivello, oppure sfruttando la velocità di una corrente d'acqua; è una risorsa rinnovabile, disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d'acqua costante. La potenza di un impianto che utilizza una caduta dipende da due fattori: - La portata: passaggio di una massa d'acqua attraverso un punto per un'unità di tempo; - Il salto: dislivello tra la quota dove è presente la risorsa idrica svasata e dove questa viene restituita all'ambiente naturale attraverso una turbina. La potenza di un impianto che utilizza una corrente d'acqua, invece, dipende dalla velocità della corrente e dalla superficie attiva della turbina collocata, similmente a quanto avviene nella generazione di energia.elettrica con un impianto eolico, però aparità di velocità della corrente e di superficie della turbina un sistema idrico sviluppa una potenza 10 volte maggiore rispetto ad un sistema eolico. Gli impianti possono essere: - Ad acqua fluente: impianti idroelettrici posizionati sul corso d'acqua; - A bacino: l'acqua è raccolta in un bacino grazie a un'opera di sbarramento o diga; - Ad accumulo: l'acqua viene portata in quota per mezzo di pompe. Nell'ultimo decennio si stanno sviluppando sistemi da installare in un contesto marino, utilizzando il potenziale delle onde, delle maree, delle correnti marine o del gradiente di temperatura tra fondo e superficie degli oceani.

4.3 IL VENTO

A partire dagli anni Settanta gli studi e le applicazioni tecnologiche legati allo sfruttamento dei venti per la produzione di energia hanno avuto un nuovo impulso. Tre elementi giocano, in particolare a favore di questo tipo di energia: è assolutamente pulita dal punto di vista ambientale, è inesauribile e può essere sfruttata in molte parti del mondo.

di vista ecologico, è rinnovabile e la materia prima è a costo zero. Per contro non tutti i luoghi del pianeta risultano idonei all'installazione di impianti eolici: per l'irregolarità dei venti in certe regioni, oppure per la loro debolezza, visto che per essere sfruttabili devono soffiare a una velocità non inferiore ai 4 m/s e per almeno un centinaio di giorni all'anno; a causa degli elevati costi di trasporto non sono adatti queisiti lontani dai luoghi di utilizzo; la tecnologia sinora elaborata non consente di creare stazioni eoliche in grado di fornire grandi quantitativi di energia. Questa forma di energia, comunque, risulta senz'altro competitiva, sia dal punto di vista economico sia dal punto di vista ambientale. Esistono impianti in Canada, Stati Uniti, Belgio, Olanda, Germania, Danimarca. La Svezia, essendosi impegnata a smantellare le 12 centrali nucleari entro il 2001, ha impostato un nuovo piano che prevede la realizzazione di 300 centrali.ancorate alfondale marino, poco al largo delle coste, per sfruttare sia i movimenti delle masse d'aria di direzione nord-sud, sia le brezze di mare e di terra. In Italia l'installazione di generatori eolici attraversa una fase ancora sperimentale. Le zone giudicate interessanti per eventuali installazioni sono: il crinale appenninico, le fasce costiere delle regioni meridionali, le isole del basso Tirreno e Pantelleria. I due tipi principali di aeromotore si distinguono per la direzione dell'asse del rotore, che può essere orizzontale o verticale. Quelli ad asse orizzontale, che somigliano di più ai tradizionali mulini a vento, sono sistemati alla sommità di un'alta torre e da lì azionano, mediante una trasmissione a ruote dentate, l'albero del generatore di corrente collocato nell'interno, a livello del terreno. Il diametro del rotore, generalmente a tre pale profilate come quelle di un'elica aerea, può variare da pocopiù di un metro a cinque metri. In alcuni modelli, il passo delle