Centrali elettriche

 

 


Centrali elettriche

 

I riassunti, le citazioni e i testi contenuti in questa pagina sono utilizzati per sole finalità illustrative didattiche e scientifiche e vengono forniti gratuitamente agli utenti.

 

centrali elettriche 

 


L’energia elettrica è:

  1. ecologica, perché non emette fumi o ceneri nell’atmosfera
  2. si trasporta facilmente, attraverso cavi metallici a velocità della luce
  3. si distribuisce facilmente a tutte le utenze domestiche o industriali
  4. è facile da usare, perché basta un apparecchio per avere luce, calore o forza motrice

L’energia elettrica è indispensabile in tutti i paesi moderni e viene prodotta nelle centrali elettriche.

 

Fasi per la produzione dell’energia elettrica

 

Sono tre:

  • la produzione: nelle centrali elettriche una fonte di energia tiene in rotazione una turbina che fa girare un alternatore dai cui morsetti esce corrente alternata di circa 20.000 Volt, questa corrente entra nei trasformatori dove la sua tensione viene elevata a 380.000 V

 

  • il trasporto: la corrente viene inviata su elettrodotti ad alta tensione  formato da cavi di alluminio sospesi su tralicci installati a intervalli regolari. Su questi cavi la corrente viaggia alla velocità della luce e può raggiungere in un secondo la Sicilia partendo dalla Alpi
  • la distribuzione: nelle periferie delle città ci sono le centrali di distribuzione dove dei trasformatori abbassano la tensione a 6.000 V, da qui partono cavi interrati che si diramano alle cabine di tutta la città: certe linee arrivano alle cabine industriali dove la tensione viene abbassata a 380 V e altre linee arrivano a cabine lungo le strade, abbassandola a 220 V e distribuendola alle abitazioni, negozi, uffici…

 

Trasformazioni dell’energia elettrica

 

Da una fonte di energia, si ricava l’energia meccanica o forza motrice che alimenta l’alternatore diventando energia elettrica, questa  è trasformata a seconda degli usi in:


energia termica, energia luminosa ed energia meccanica.

 

Tipi di centrali

Una centrale elettrica è un impianto di grande dimensioni che produce elettricità. Esistono vari tipi di centrali, classificate a seconda della fonte d’energia che usano. La potenza di una centrale si misura in MW (Megawatt).
Le centrali sono collegate tra loro in parallelo per assicurare energia anche nel caso di fermata di una e più impianti.

 

Centrali termoelettriche

Queste centrali funzionano con il combustibile fossile (olio combustibile o carbone). Possono essere installate ovunque, ma in preferenza sono situate nelle vicinanze del mare o di un fiume per il rifornimento del combustibile e il raffreddamento del vapore. Una centrale termoelettrica ha in media una potenza di 1.200 MW, ma i nuovi impianti arrivano anche a 2.600 MW.
Come funzionano? Il combustibile viene portato alla caldaia, dove i bruciatori producono un serie di fiamme che riscaldano l’acqua che circola nei tubi bollitori trasformandola in vapore. Il vapore passa nei tubi surriscaldatori dove aumenta di temperatura e pressione. Il vapore surriscaldato entra nella turbina dove la sua pressione spinge le pale del rotore che entrano in rotazione. Il rotore trascina l’albero dell’alternatore che girando produce corrente. La corrente esce dai morsetti ed entra nei trasformatori venendo poi inviata nei cavi dell’alta tensione. Intanto il vapore che esce dalla turbina entra nei tubi del condensatore dove si raffredda e ritorna acqua, a questo punto viene  ripompata nella caldaia, formando in circolo chiuso


centrali elettriche


centrali elettriche

 

 

Centrali idroelettriche
Funzionano con l’energia cinetica, cioè di movimento dell’acqua. Possono essere installate soltanto ai piedi di una montagna o presso un fiume di grande portata. Hanno in media una potenza di 1.000 MW. Ci sono tre tipi di centrale idroelettrica: a serbatoio(funziona solo di giorno), fluviale, a marea.
Come funzionano? La centrale a serbatoio sfrutta il dislivello tra la montagna e la valle. L’acqua del lago artificiale creato da una diga, entra nella condotta forzata attraverso il canale di derivazione, scendendo acquista pressione fino alla strozzatura del tubo trasformando la pressione in energia di velocità, il getto d’acqua, fa ruotare la turbina che, girando l’albero dell’alternatore crea corrente elettrica. L’acqua viene poi fatta defluire in un fiume vicino. Ci sono anche delle centrali a serbatoio che avendo un serbatoio di accumulo in valle, durante la notte riportano quest’acqua in montagna così da conservare l’energia prodotta nelle ore di minor consumo.
La centrale fluviale sfrutta la portata d’acqua di un fiume che viene sbarrato per mezzo di una diga, ottenendo un dislivello di 10 metri,. L’acqua del fiume entra in una condotta a spirale che termina con tante strozzature, i getti d’ acqua fanno girare la turbina, infine l’acqua attraverso un collettore di scarico defluisce a valle dove riprende il corso del fiume.
La centrale a marea sul fiume Rance. Unica esistente al mondo, questa centrale sfrutta la marea di 12 metri delle coste della Bretagna. L’impianto ha una potenza di 500 MW, ma funziona solo per quattro ore al giorno. Il corso del fiume è sbarrato da una diga nei pressi della foce, quando le saracinesche sono chiuse, l’acqua si accumula nella parte interna. Con la bassa marea il dislivello tra l’oceano e il fiume arriva a 13 metri, a questo punto si aprono le saracinesche e l’acqua defluisce attraverso i collettori sistemati alla base della diga, dove una turbina con l’alternatore incapsulato genera corrente elettrica.


centrali elettriche

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

centrali elettriche

 

 

 

centrali elettriche

 

 

Centrale fluviale

 centrali elettriche

Centrale a marea sul fiume Rance

 centrali elettriche

 

 


 

Centrali solari, eoliche e geotermiche

 

 

Queste centrali funzionano grazie a elementi naturali: la luce del sole, il vento, il vapore della terra. Sono installate dove queste fonti si manifestano in abbondanza e con una certa continuità. La maggiore centrale geotermica italiana ha una potenza di 120 MW, mentre una solare o eolica meno di 10 MW.
Come funzionano? La centrale solare si divide in: “centrali fotovoltaiche” dove vengono utilizzati dei pannelli di silicio, che esposti alla luce generano della debole corrente che viene poi raccolta con dei fili; e “centrale solare a campo specchi”, questa centrale è composta da centinaia di specchi, che in ogni ora della giornata riflettono la luce del sole alla torre della caldaia dove circola dell’acqua che viene poi trasformata in vapore, da qui il funzionamento è uguale a quella termoelettrica. Però questa centrale è poco conveniente poiché i costi sono altissimi ed è difficile mantenere la qualità degli specchi e ci sono difficoltà tecniche per garantire nel tempo la precisione di puntamento degli specchi.
La centrale eolica sfrutta il vento ed è formata da una torre su cui è posta una navicella contente il generatore di corrente e un rotore a pale. Quando il vento soffia, il rotore gira azionando il generatore. L’aerogeneratore funziona con un vento dai 20 ai 40 Km orari e deve essere installato solo in una zona di vento costante. Purtroppo i giri del rotore causano inquinamento acustico e disturbi elettromagnetici.
La centrale geotermica sfrutta il vapore della terra, che viene portato alla centrale per mezzo dei vapordotti.Funziona con lo  stesso sistema della centrale termoelettrica, soltanto che se non ci sono fiumi nelle vicinanze, l’acqua del condensatore viene raffreddata nella torre di raffreddamento. Il vapore diventato acqua viene iniettato nel sottosuolo per rifornire le falde acquifere.

 

Centrale solare a campo a specchi

 centrali elettriche


centrali elettriche


centrali elettrichecentrali elettriche

 

 

 

 

 

 

centrali elettriche

 

 

Centrali elettronucleari

 

Queste centrali funzionano con del materiale nucleare, cioè uranio o plutonio. Possono essere costruite ovunque, perché la fonte di energia occupa poco spazio e si trasporta facilmente, ma, si preferisce la riva di un fiume per il raffreddamento del vapore. Una grande centrale nucleare ha la potenza di circa 1.200 MW.
Come funzionano?Nel reattore viene pompata dell’acqua che, filtrata attraverso elementi combustibili assorbe il calore della fissione nucleare che avviene nel nocciolo, trasformandosi in vapore da qui il procedimento è uguale ad ogni altra centrale (tranne quella idroelettrica ed eolica); gli elementi combustibili esauriti sono altamente radioattivi e vengono conservati per tre–cinque mesi in delle piscine per abbassarne la radioattività, infine in appositi contenitori vengono portati in vicini impianti di ritrattamento. 

Centrale nucleare

 

centrali elettriche

 

 

centrali elettriche

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le centrali in Italia

 
In Italia le centrali termoelettriche coprono il 70% dell’energia prodotta, le idroelettriche il 30% e una minima parte dalle 23 centrali geotermiche, mentre le 3 centrali nucleari sono state chiuse.

 

 

 

Fonte: http://mirwen.altervista.org/file/medie/Centrali_%20elettriche.doc

 

Autore: non identificabile dal documento

 


 

Centrali elettriche

CENTRALI IDROELETTRICHE, Energia primaria


        Le centrali idroelettriche sfruttano l’energia posseduta dalle masse d’acqua.
Se consideriamo una massa d’acqua di peso centrali idroelettriche e di peso specifico centrali idroelettriche situata ad un’altezza centrali idroelettriche, con una pressione                centrali idroelettriche ed una velocità centrali idroelettriche; l’energia totale posseduta è pari a:
centrali idroelettriche
Dove H è il trinomio di Bernoulli e rappresenta l’energia posseduta dall’unità di peso del liquido.
centrali idroelettriche
di cui:
centrali idroelettriche = altezza geodetica
centrali idroelettriche= altezza piezometrica
centrali idroelettriche = altezza cinetica
per calcolare la potenza ottenibile nel tempo t:
centrali idroelettriche
dove  centrali idroelettriche è la portata ponderale, che corrisponde al peso del liquido che fluisce nell’unita di tempo (t), e misurata in (N/s). Se si indica con V il volume della massa d’acqua si ha che:
centrali idroelettriche
centrali idroelettriche
dove centrali idroelettricheè la portata volumetrica, che corrisponde al volume del liquido che fluisce nell’unità di tempo.
Nelle centrali idroelettriche l’energia dell’acqua viene trasformata prima in energia meccanica e poi in energia elettrica.
Ponendo il rendimento  complessivo  uguale a centrali idroelettriche e la potenza elettrica ricavata  dal generatore uguale a centrali idroelettriche si ha che:
centrali idroelettriche
da cui si ricava
centrali idroelettriche
Il rendimento generalmente varia da 0,82 a 0,88
La potenza ottenibile  varia in funzione del salto e della portata.
In particolare abbiamo:

  • Impianti a bassa caduta (H < 20 m);
  • Impianti a media caduta (H <  250 m);
  • Impianti a alta caduta (H > 250 m);
  • Impianti di piccola portata (Qv < 10 centrali idroelettriche);
  • Impianti di media portata (Qv < 100 centrali idroelettriche);
  • Impianti ad alta portata (Qv > 100 centrali idroelettriche).

 

 

centrali idroelettriche

Le tre parti fondamentali per la trasformazione dell’energia idraulica in energia elettrica sono:

  • Condotte forzate;
  • Turbine idrauliche;
  • Generatore elettrico.

La velocità dell’acqua all’uscita delle condotte non varia di molto, al contrario il dislivello di quota è trasformato in un corrispondente aumento della pressione.
Nelle condotte forzate si ha, quindi, la trasformazione dell’energia potenziale di posizione in energia potenziale di pressione.
Nella turbina si verifica la trasformazione dell’energia idraulica in energia meccanica di rotazione, che può avvenire in due modi:

Il generatore elettrico (alternatore), azionato dalla turbina, trasforma l’energia meccanica di rotazione in energia elettrica.

 

centrali idroelettriche

Le centrali si distinguono in due gruppi:
- Ad acqua fluente;
- A serbatoio.

Centrali ad acqua fluente

La centrale ad acqua fluente utilizza quella di un fiume che presenta un dislivello naturale (salto). In questo tipo d'impianto è presente un’opera di presa per la derivazione dell’acqua. Quest’ultima è prelevata in un punto a monte e portata al bacino di carico tramite un canale derivatore. Le condotte forzate convogliano l’acqua dal bacino di carico alle turbine situate in centrale. Le centrali ad acqua fluente, dipendono dalle portate dei corsi d’acqua: tenendo presenti i periodi magra e di piena.

 

Centrali a serbatoio

Le centrali a serbatoio utilizzano l’acqua raccolta all’interno di un invaso naturale o artificiale. Le centrali possono essere di due tipi:

a serbatoio addossata alla diga;

a serbatoio ad alta caduta.

La prima centrale riduce al minimo le opere per convogliare l’acqua, ma non può disporre di grandi cadute, perciò sono usate soprattutto con fiumi ad alta portata. La seconda invece è la tipica centrale usata maggiormente. Le centrali a serbatoio hanno una maggiore libertà dovuta al fatto che l’acqua è trattenuta in un serbatoio. Anche se l’afflusso nel bacino è nullo, risulta sempre possibile produrre energia attraverso l’acqua che era stata convogliata nel serbatoio.

 

centrali idroelettriche

 

Le parti che costituiscono una centrale idroelettrica sono molte e di vario tipo, quindi la realizzazione di questo impianto investe vari settori : dal civile, al meccanico, all’elettrico.

Opere di sbarramento:
In questa categoria rientrano le opere che servono a modificare il livello o la portata naturale di un corso d’acqua, consentendo il prelievo della portata desiderata.
Le dighe possono essere divise in due categorie, a seconda di come si oppongono alla spinta dell’acqua.
- Dighe a gravità, che vengono costruite con materiali sciolti, pietrame, calcestruzzo, la cui resistenza è affidata al proprio peso e a taglioni di fissaggio contro lo scorrimento.
- Dighe ad arco, in cui la spinta idrostatica è sopportata dai vincoli laterali, ciò si ottiene incastrando i fianchi nella roccia.
(Ogni diga deve avere dei dispositivi di regolazione del flusso d’acqua : scarichi di superficie e scarichi di fondo).

 

Opere di presa:
Servono per convogliare una determinata portata d’acqua nel canale derivatore e possono essere a pelo libero o in pressione.

 

Canale derivatore:
A seconda della morfologia del terreno il canale derivatore può essere a pelo libero o in pressione. Nel primo caso si tratta di canali aperti, nel secondo caso invece, si tratta di gallerie completamente riempite d’acqua e di sezione circolare.

Bacino di carico:
La sua funzione è duplice: serve come serbatoio d’accumulo e come vaso di espansione a pelo libero. Consentendo oscillazioni del liquido attutisce le conseguenze del cosiddetto colpo d’ariete.

Pozzo piezometrico:
La sua funzione è la protezione dal colpo d’ariete, che si origina quando, a causa di una brusca diminuzione di portata l’energia cinetica si trasforma in energia di pressione.
Altra funzione del pozzo piezometrico è quella di rendere immediatamente disponibile, all’inizio della condotta una certa quantità d’acqua.

Condotte forzate:
Sono tubazioni in pressione, di sezione circolare.
Il loro diametro deve essere commisurato alla portata, in modo che la velocità dell’acqua abbia un valore piuttosto basso, in genere si usano tubazioni metalliche che possono essere di vario tipo a seconda del diametro e della pressione:

  • tubi Mannesman senza saldatura;
  • lamiere in acciaio piegate e chiodate o saldate lungo la generatrice;
  • tubi  blindati, costituiti  da  tubi  saldati, rinforzati  da  anelli  in acciaio   

              fissati a caldo;

  • tubi metallici posti in galleria annegati nel calcestruzzo.

Le condotte sono ottenute da elementi di 6-8 m giuntati sul posto, mediante chiodatura o saldatura. All’inizio delle condotte viene installata la camera valvole per la chiusura a monte; quella a valle invece viene effettuata con valvole installate nella centrale.

 

centrali idroelettriche

Sono la rappresentazione dei più evoluti e moderni impianti idroelettrici, creati per :

  • Sfruttare meglio i piccoli invasi;
  • Avere una riserva di energia da impegnare nei momenti di maggiore richiesta;
  • Utilizzare l’energia disponibile nelle ore notturne e nei giorni festivi.

Una centrale di generazione e pompaggio funziona in due fasi distinte:

 

  • Generazione di energia elettrica facendo  scendere  l’acqua  dal    

        serbatoio in alto a quello in basso.

  • Pompaggio  dell’acqua   da   valle   a   monte    per  ripristinare      

        l’invaso.
Si ha il grande vantaggio economico di produrre energia nelle ore di punta e di pompare l’acqua nei periodi di eccedenza, quando l’energia costa meno.

 

Fonte: http://www.cobianchi.it/setpiemonte/html/html_unita_lavoro/vco/galletti/CENTRALI%20IDROELETTRICHE.doc

 

 

ENERGIA   ELETTRICA

L’energia elettrica è la forma di energia più versatile e comoda da utilizzare.
Essa si trasforma facilmente in energia cinetica ( motore elettrico ), termica (stufe, forni ….. ), luminosa etc.
E’ facile da trasportare  ( basta un filo ), non è rumorosa e non inquina sul posto di utilizzo.
Oggi tutto funziona elettricamente ( industrie, treni, metropolitane, telecomunicazioni …..) se manca l’energia elettrica il mondo si ferma.

Mentre l’energia fornitaci dalle varie fonti energetiche è detta PRIMARIA perché tratta direttamente dalla natura, l’energia elettrica è detta SECONDARIA perché ottenuta trasformando l’energia primaria.
Essa viene fabbricata nelle  centrali elettriche, che sono di vario tipo, a seconda dell’energia primaria che utilizzano.

 

COME FUNZIONANO I GENERATORI ?
Dinamo e alternatori sono costituiti da una parte ruotante detta  rotore 
e da una parte fissa detta statore. 
Se il rotore gira, nello statore si crea energia elettrica.
Sono molto simili alla dinamo della bicicletta.

 

CHE SUCCEDE NELLE CENTRALI ELETTRICHE ?
Il problema, dunque, è quello di fare girare il rotore del generatore.
Il rotore è accoppiato con una TURBINA ( che possiamo immaginare come una ruota con le pale ). Si sfrutta una fonte di energia primaria ( petrolio, carbone, acqua, sole etc.) per fare girare la turbina, questa fa girare il rotore del generatore e nello statore si crea energia elettrica.

 

centrali elettriche

ENERGIA
ELETTRICA

 centrali elettriche

ENERGIA
PRIMARIA

 centrali elettriche

turbina

 

generatore

 centrali elettriche

ENERGIA
CINETICA

  

 


CENTRALI  IDROELETTRICHE

 

Sfruttano l’energia potenziale dell’acqua che si trova in alto, in una diga. 
Mediante grossi tubi ( condotte forzate)  l’acqua cade e investe le pale di una turbina idraulica mettendola in rotazione. La turbina fa girare l’alternatore e si genera energia elettrica.
Ci sono centrali che sfruttano, invece, l’energia cinetica dell’acqua di un fiume che scorre.
Nelle centrali di pompaggio l’acqua viene raccolta in un apposito bacino inferiore e durante la notte, quando c’è meno richiesta di energia elettrica, viene pompata nel bacino superiore: di notte il generatore funziona come un motore elettrico e fa girare delle apposite pompe.

VANTAGGI

  • Non sono inquinanti
  • L’acqua è una fonte rinnovabile e non costa niente
 

SVANTAGGI

  • Utilizzabili solo dove c’è l’acqua
  • Hanno poca potenza per cui producono molta meno energia rispetto alle centrali termoelettriche
  • La costruzione della diga deturpa il paesaggio
  • Ci sono grossi pericoli per le popolazioni che vivono a ridosso delle dighe (disastro del Vajont)
  • Solo il 3% dell’energia  elettrica mondiale è  di tipo idroelettrica
  


EVOLUZIONE DELLA RUOTA IDRAULICA

Dai tempi più remoti l’uomo ha sfruttato la forza dell’acqua. Nel medioevo, ad esempio, la ruota idraulica azionava i mulini ad acqua oppure serviva per irrigare i campi.

 

 

La ruota idraulica andò in disuso con l’avvento
della macchina a vapore, ma tornò ad evolversi
con lo sviluppo dell’energia elettrica,  
trasformandosi nelle moderne turbine.

 

Turbina Pelton

  

 


CENTRALE TERMOELETTRICA

 

In questo tipo di centrale si bruciano combustibili fossili ( petrolio, carbone, gas…..) per produrre vapore ad alta pressione.  Questo fa girare una turbina a vapore, collegata al solito generatore.
All’uscita della turbina il vapore viene raffreddato nel condensatore e diventa acqua che viene rimandata nella caldaia.

 

 

VANTAGGI

  • Molto potenti, producono grandi quantità di energia elettrica
  • Gli impianti non sono molto pericolosi
  • Fornisce il 94% dell’energia elettrica mondiale
 

SVANTAGGI

  • Sono le più inquinanti, soprattutto se il combustibile usato contiene zolfo
  • Emettono ossidi di zolfo, di carbonio, di azoto, ceneri volanti , anidride carbonica etc.
  • Richiedono appositi depuratori dei fumi
  • I combustibili fossili prima o poi finiranno
  



CENTRALI NUCLEARI

 

Le centrali nucleari funzionano come le centrali termoelettriche, solo che il calore per produrre il vapore deriva da una reazione nucleare di fissione utilizzando l’uranio 235.
Alcune centrali sono dette autofertilizzanti, perché nel loro ciclo di funzionamento producono plutonio, elemento fissile artificiale, che può essere riutilizzato nelle stesse centrali.

 

VANTAGGI

  • Con una piccola quantità di uranio producono enormi quantità di energia elettrica: 1 grammo di uranio = 2 tonnellate di petrolio circa
  • L’energia così prodotta costa molto meno di quella prodotta col petrolio
  • Bruciando meno petrolio si riducono le sue emissioni nocive
 

SVANTAGGI

  • Producono scorie radioattive difficili da smaltire
  • Pericolo di incidenti (fusione del nocciolo del reattore) con fughe radioattive pericolose e mortali per l’ambiente e per l’uomo (ricorda Chernobyl in Ucraina nel 1986)
  • Elevato consumo di acqua di raffreddamento
  • Dopo circa 25 anni tali centrali devono essere dimesse, isolate e non sono più riutilizzabili
  

 


ENERGIE  ALTERNATIVE

I combustibili fossili prima o poi finiranno e l’energia nucleare presenta grandissimi problemi. Attualmente le centrali che sfruttano il vento, il sole, le maree, la biomassa etc. sono costose e producono poca energia.
Però hanno il vantaggio di essere rinnovabili e non inquinanti. Si stanno facendo, comunque, sempre più progressi nel tentativo di renderle più convenienti economicamente.

 

NEL FUTURO:

  • Se si riuscirà a realizzare la fusione nucleare controllata l’umanità avrà infinita energia a disposizione, altrimenti l’uomo dovrà vivere con la poca energia fornita dalle fonti alternative e non inquinanti.
  • Si pensa anche di realizzare una stazione orbitale, avente una superficie di alcuni Km2 interamente rivestita di celle fotovoltaiche. L’energia elettrica da essa prodotta verrebbe inviata sulla terra sotto forma di microonde. La stazione è praticamente fattibile e potrebbe crescere in dimensioni e potenza perché progettata in moduli agganciabili tra loro.
  • Per ritardare l’esaurimento dei combustibili fossili e limitare l’inquinamento dell’aria, sempre più grave, occorre, intanto, risparmiare al massimo i consumi di energia, evitando gli sprechi e costruendo dispositivi sempre più efficienti.

CENTRALE    SOLARE  TERMODINAMICA

In questa centrale ci sono tanti specchi orientabili (eliostati) che riflettono i raggi solari concentrandoli su una caldaia posta alla sommità di una torre.
Nella caldaia si forma vapore ad altissima temperatura (500°C) che
viene inviato ad un’apposita turbina, che aziona un generatore. 

Un computer permette agli specchi di seguire il movimento del sole.
Una centrale di questo tipo si trova ad Adrano in Sicilia.

 

SVANTAGGI

  • Molto costose e poco produttive (sono state abbandonate)
  • Non producono di notte o con il cielo nuvoloso
  • Necessitano di spazi molto ampi che alterano il paesaggio
 

 


CENTRALE  SOLARE  FOTOVOLTAICA

 

Un grande numero di CELLE FOTOVOLTAICHE trasformano la luce direttamente in energia elettrica, come avviene anche in  alcune calcolatrici,  nei satelliti artificiali, nei posti SOS delle autostrade etc.

 

SVANTAGGI

  • Costosissime
  • Non producono senza sole
  • Non convenienti per costruire una centrale (ma sono in grande evoluzione)
  

 

 

 

 

 



CENTRALE   EOLICA

Il vento è una delle più antiche fonti energetiche usate dall’uomo, basti pensare ai velieri, ai mulini a vento  etc. 

 

L’energia del vento può essere trasformata in energia elettrica attraverso  aerogeneratori che sono l’evoluzione degli antichi mulini a vento.
Il vento investe il rotore, costituito da una grande elica, cedendo   parte della sua energia cinetica. Il rotore, attraverso opportuni ingranaggi, fa girare il generatore elettrico.
In Italia ci sono impianti sperimentali in Sardegna, con torri alte circa 25 metri ed eliche del diametro di 32 metri.

 

 

SVANTAGGI

  • Producono poca energia
  • Sfruttabili solo nelle zone ventose
  • Il vento deve avere una velocità minima di 12 Km/h e massima di 65 Km/h
  • Sono incostanti perché il vento potrebbe mancare
  

 

 

 

 


CENTRALE  MAREOMOTRICE

Una diga chiude un bacino, che viene riempito e svuotato dall’alternarsi delle maree, secondo il principio dei vasi comunicanti.  Il movimento dell’acqua aziona le turbine che funzionano sia quando l’acqua entra nel bacino, sia quando esce verso il mare. 
Una centrale di questo tipo si trova a Rance,  nel nord della Francia, sull’estuario dell’omonimo fiume. La diga è lunga circa 730 metri e alta 27 ed equipaggiata con 24 turbine. Funziona per 4 ore al giorno.

                                                                      

 

 

SVANTAGGI

  • Sfruttabili solo dove le maree sono vistose  ( dislivello minimo di circa 10 metri )
  • Non sono molto convenienti economicamente e sono poco diffuse
  

 

 

 

 


CENTRALE  GEOTERMICA

Funziona come la centrale termoelettrica. Il calore naturale della terra fa evaporare l’acqua piovana delle falde sotterranee.  Perforando il sottosuolo si preleva il vapore.
La centrale geotermica funziona come quella termoelettrica: in Italia ci sono impianti a Larderello, in Toscana, dove il vapore dei soffioni boraciferi viene sfruttato per azionare direttamente le turbine collegate ai generatori.  All’uscita della turbina il vapore viene raffreddato in un condensatore e  diventa acqua che viene dispersa nel terreno. I gas di scarico, invece, vengono raffreddati in apposite torri di raffreddamento e dispersi nell’atmosfera.

I geyser islandesi  ( getti di acqua calda e vapore ), invece, sono più difficili da utilizzare per la produzione di energia elettrica, mentre sono ottimi per il riscaldamento, anche di intere città.

 

 

VANTAGGI

  • Molto meno inquinanti del petrolio
  • Si risparmia petrolio e inquinamento da petrolio
  • Non sono impianti molto pericolosi per l’ambiente e per l’uomo
 

SVANTAGGI

  • Il calore geotermico non è sfruttabile ovunque
  • Il vapore è comunque associato a sostanze tossiche (boro, arsenio) e ad una certa quantità di inquinanti.
  • Hanno poca potenza e producono poca energia
  

 

 

 

 

 


LA  BIOMASSA

Sono tutti i prodotti di scarto provenienti dal regno vegetale ed animale (quindi anche gran parte dei rifiuti RSU ed agricoli). Anche se non esistono vere e proprie centrali elettriche che sfruttano la biomassa, questa è una risorsa energetica in evoluzione e, comunque, può servire a produrre piccole quantità di energia elettrica o contribuire a risparmiare petrolio nelle centrali termoelettriche. Vediamo come.
Ci sono vari modi per utilizzare la biomassa:

PRODUZIONE DI BIOGAS
Scarti vegetali e liquami di animali vengono fatti fermentare in appositi DIGESTORI ANAEROBICI     ( ad opera di microbi anaerobici, cioè che vivono in assenza di ossigeno). La fermentazione produce due prodotti:  biogas e fanghi.

 

Il biogas, che contiene soprattutto metano, viene utilizzato per riscaldamento, combustione diretta, autotrazione e produzione di energia elettrica da impiegarsi all’interno della stessa azienda agricola.
I fanghi si possono utilizzare come fertilizzanti per le colture agricole.
Questa tecnica è importante anche per l’aspetto ecologico: nei grandi allevamenti le deiezioni degli animali hanno un enorme potere inquinante ( le deiezioni di un maiale sono venti volte più inquinanti di quelle di un uomo e dieci volte più di quelle di un bovino). Con questa tecnica, invece, diventano utili. L’azienda potrebbe diventare energicamente autosufficiente.

 

PRODUZIONE DI ETANOLO

Dalla fermentazione di vegetali ricchi di zuccheri, come la canna e
la barbabietola da zucchero, si può ricavare etanolo, un idrocarburo da utilizzarsi al posto della benzina
In alcuni paesi si stanno sperimentando coltivazioni di vegetali a crescita rapida da utilizzare per questo scopo.

 

CO – COMBUSTIONE

E’ la combustione dei rifiuti solidi urbani ( RSU ) , opportunamente trattati per eliminare i metalli e gli altri rifiuti incombustibili, nelle caldaie delle grandi centrali termoelettriche.  Con questa tecnica i rifiuti vengono mescolati con il combustibile normale.
Naturalmente bisogna tener conto dei gas inquinanti che si generano con la combustione.
La Svezia e la Germania inceneriscono  circa il 40% dei RSU, la Francia il 35%, l’Italia solo l’8%, mentre il resto va a finire nelle discariche!

 

 

 

TRASPORTO E DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA

Le centrali elettriche di solito vengono costruite nelle vicinanze della fonte energetica da esse utilizzata. Così troveremo le centrali idroelettriche vicino ai fiumi o in montagna, le centrali termoelettriche là dove è facile rifornirsi di petrolio, gas o carbone etc.
Gli alternatori producono energia elettrica a tensioni comprese tra 6.000 Volt e 25.000 Volt. Siccome è più conveniente trasportare l’energia elettrica ad alta tensione ( ci vuole un cavo più sottile ) appositi trasformatori elevano la tensione a valori anche di 400.000 Volt.
L’energia, trasportata dagli elettrodotti, arriva  nelle vicinanze delle città, dove ci sono impianti detti stazioni di trasformazione.
Qui appositi trasformatori abbassano la tensione a circa 11.000 Volt e l’energia viene trasportata fino alle cabine di trasformazione  ( o di distribuzione ) che si trovano in prossimità di industrie, paesi etc. 
Nelle cabine di trasformazione la tensione viene ulteriormente abbassata fino a 220 Volt se deve servire le abitazioni o a 380 Volt se deve servire fabbriche e industrie.
Ricorda che le ferrovie e i filobus cittadini funzionano con corrente continua e non con corrente alternata.

Fonte: http://www.garibaldigenzano.net/enelettricaWEB.doc

 

 

 

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