Tesina di tecnica. L Energie Rinnovabili

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1 Tesina di tecnica L Energie Rinnovabili

2 L Energia: parte della nostra vita quotidiana Nella vita di tutti i giorni, forse senza saperlo, consumiamo energia, anche senza saperlo. Infatti un corpo che è in stato di quiete, cioè fermo, possiede un determinato tipo di energia chiamata potenziale. Poi però se c è l intervento di una forza, che è la causa che produce un cambiamento nello stato di quiete o moto di un corpo, o che ne modifica la forma, che mette in movimento il corpo si manifesta l energia cinetica quella di movimento. Qualunque corpo in movimento, possiede energia cinetica, mentre un corpo che si trova a una certa altezza rispetto al suolo possiede energia potenziale: più in alto si trova il corpo, maggiore è la sua energia potenziale. Durante la caduta l energia potenziale si trasforma gradatamente in energia cinetica. Non esistono però solo due tipi di energia ma anche molte altre come quella elastica, chimica, elettrica Gli scienziati definiscono l energia come la capacità di un corpo a compiere un lavoro. Il lavoro a sua volta è definito come l applicazione di energia al fine di ottenere un determinato risultato. La quantità di lavoro compiuto da una forza costante che sposta un oggetto di un tratto lungo la direzione della forza stessa è data da una formula: L = F x s L = lavoro F = forza s = spostamento Le forme di Energia L energia esiste già in natura e si presenta in forme diverse. L energia ne si crea ne si distrugge ma si può solo farla passare da una forma all altra. Le fonti energetiche si dividono in fonti primarie e fonti secondarie. Le fonti primarie sono quelle che si utilizzano senza la manodopera dell uomo. Le fonti secondarie sono quelle che invece vengono lavorate dall uomo.

3 A loro volta le fonti energetiche si suddividono in rinnovabili, non rinnovabili e alternative. Le energie rinnovabili sono quelle che ci saranno sempre e che si rinnovano ogni volta come l acqua, il vento, il calore interno della Terra, il Sole e le biomasse. Le energie non rinnovabili sono quelle che prima o poi finiranno come il petrolio, il carbone e il gas naturale. Le energie alternative sono quelle in alternativa delle energie non rinnovabili cioè tutte quelle rinnovabili più l energia nucleare. Le Fonti Rinnovabili In principio c era il Sole come il vento e le correnti d acqua che fornivano energia all uomo ma mano mano che l uomo ha scoperto nuove fonti di energia quelle primarie sono state sempre meno utilizzate. Il problema però è che le energie non rinnovabili sono inquinanti tralasciando il fatto che prima o poi finiranno e dovremo riprendere l abitudine di utilizzare l energie rinnovabili cosiddette verdi perché non inquinano. L energia rinnovabile più consumata, come mostra il grafico, risulta che è l idrica e a seguire l energia solare, eolica, geotermica e infine delle biomasse.

4 L acqua L acqua è una fonte di energia rinnovabile derivata dall energia solare: il calore del Sole fa evaporare l acqua, che si innalza a grandi altezza per poi condensare e ritornare al suolo sottoforma di precipitazioni atmosferiche. Nel punto di caduta l acqua possiede un energia potenziale gravitazionale che, durante la discesa al mare, si trasforma in energia cinetica. L energia dell acqua può essere utilizzata direttamente, cioè senza subire trasformazioni, come si è fatto per secoli, per esempio per mettere in movimento, con l impiego delle ruote idrauliche, le macchine per l industrie artigianali dei secoli scorsi; oppure può essere utilizzata indirettamente, per esempio convertendola in energia elettrica nelle centrali idroelettriche. I motori idraulici I primi ad utilizzare la ruota idraulica furono i greci e in seguito la adottarono anche tutte le altre nazioni. La ruota idraulica veniva utilizzata per la macinazione del grano. La ruota è costituita da una serie di palette oblique che girano nei corsi d acqua.

5 Esistono tre tipi di ruote idrauliche: la ruota per di sotto in cui l acqua colpisce le pale dal basso; il suo rendimento non è alto ma ha il vantaggio di poter essere utilizzata anche in fiumi con poca pendenza; la ruota per di fianco ha le caratteristiche intermedie delle altre due ruote; la ruota per di sopra l acqua è incanalata in modo tale da colpire le pale dall alto e quindi può essere usata solo dove c e un notevole dislivello e quindi è più conveniente; Con il diffondersi della macchina a vapore però la ruota idraulica andò in disuso: il suo principio di funzionamento tornò però a essere usato con l energia elettrica nella turbina idraulica.

6 Il vento L energia eolica è quella dovuta al vento, cioè allo spostamento delle masse d aria. Anche l energia del vento può essere sfruttata in modo diretto, ad esempio coi mulini. Si ha invece un utilizzo indiretto nelle centrali eoliche, nelle quali l energia del vento viene trasformata in elettricità. Il vento è una delle fonti di energia su cui si concentra il maggiore interesse in quanto è pulita, rinnovabile ed è a costo zero. Purtroppo può essere utilizzata solo in zone altamente ventose e produce un inquinamento acustico perché le pale che girano sono molto rumorose. I motori eolici Il mulino a vento è formato è formato da un edificio che tiene in sospeso una grande ruota formata da quattro o più ampie superfici chiamate ali, adatte a ricevere la spinta del vento.

7 Il Sole Il Sole fornisce alla Terra praticamente tutta l energia di cui ha bisogno. La Terra comunque riceve una parte minima dell energia liberata dal Sole sotto forma di onde, capaci di propagarsi attraverso il vuoto e che noi percepiamo con luce e calore. L energia solare viene sfruttata direttamente nelle serre e nei dissalatori che trasformano l acqua marina in acqua dolce. Viene sfruttata indirettamente coi pannelli solari, nelle centrali solari a specchio e nelle centrali fotovoltaiche. Le centrali solari a specchio sono costituite da un gran numero di specchi che catturano i raggi solari inviandoli in una caldaia. I raggi surriscaldano l acqua della caldaia facendola evaporare; il vapore aziona una turbina che collegata ad un alternatore produce elettricità. Le centrali fotovoltaiche sono costituite da panelli chiamati celle fotovoltaiche che quando vengono colpite dai raggi solari producono immediatamente energia elettrica.

8 Il Calore interno della Terra L energia geotermica rappresenta il calore proveniente all interno della Terra e può essere sfruttata sia direttamente, nei luoghi dove questa è concentrata, per il riscaldamento,per impianti termali o serre sia in modo indiretto per produrre energia elettrica. La temperatura interna del nostro pianeta aumenta a mano a mano che si scende in profondità. L acqua piovana infiltrandosi nel sottosuolo quando trova strati rocciosi impermeabili si accumula e forma dei depositi che si riscaldano a contatto di queste rocce calde. Quando l acqua trova uno sbocco verso l alto, risale in superficie sotto forma di acqua calda e di vapore. A seconda delle diverse temperature della presenza di vapore questi fluidi geotermici sono utilizzabili nella produzione di elettricità. Il calore interno della Terra può raggiungere la superficie naturalmente, con i geyser o artificialmente con un pozzo perforato.

9 Le Biomasse Con il termine Biomassa si intendono le sostanze di origine biologica come i materiali e i residui di origine agricola o forestale, i rifiuti, gli scarti delle industrie agroalimentari. L energia della Biomassa può servire per un uso diretto: in alcuni casi i residui della lavorazione di legno e paglia che vengono bruciati per ricavarne calore. Se ne fa anche un uso indiretto, poiché questi combustibili possono essere successivamente utilizzati in impianti per produrre energia elettrica o termica. L uso della Biomassa è vantaggioso perché permette di utilizzare come materia prima i rifiuti di altri processi di trasformazione per produrre un gas combustibile (biogas). I rifiuti vengono raccolti in un gran serbatoio e vengono fatti fermentare. Il biogas ottenuto è raccolto in contenitori a tenuta stagna e può essere utilizzato come combustibile per il riscaldamento degli edifici o per produrre energia elettrica; i fanghi che restano sul fondo del digestore possono essere utilizzati come fertilizzanti.

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