ENERGIA E CONSUMO CONSAPEVOLE

Transcript

1 ENERGIA E CONSUMO CONSAPEVOLE 1

2 Sommario 1. Generalità Definizione di Energia Unità di misura Caratteristiche Le forme di energia Fonti energetiche rinnovabili Sole Acqua Vento Terra Biomassa Fonti energetiche non rinnovabili Carbone Petrolio Gas naturale Uranio Impatti ambientali Attualità Protocollo di Kyoto Legge 10/ Dlgs n.192 del 19 Agosto Risparmio energetico Consigli pratici Approfondimento: centrale idroelettrica Esempio: centrale idroelettrica del Comune di Sassuolo Principio di funzionamento di una centrale idroelettrica Vantaggi per l ambiente e per il territorio

3 1. Generalità 1.1 Definizione di Energia Si definisce energia la capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro. Tale termine deriva dal tardo latino energīa, a sua volta dal greco energheia, usata da Aristotele nel senso di azione efficace, composta da en (dentro) e érgon (capacità di agire). 1.2 Unità di misura L'unità di misura per l'energia è il joule (J). Un joule esprime l'energia usata (o il lavoro effettuato) per imprimere ad una massa di 1 kg una forza di 1 newton, cioè un'accelerazione di 1 m s joule equivale quindi a 1 newton metro, e in termini di unità base SI, 1 J è pari a 1 kg m 2 s Caratteristiche L'energia è la proprietà fondamentale della materia che si esprime ogni volta che una forza "entra in azione ; ogni cosa che si trasforma contiene una forma di energia. Le persone dipendono in molti modi dall'energia. Essa fa si che le cose avvengano e viene utilizzata per compiere lavori utili (sollevare, spostare, riscaldare, raffreddare, ecc.). L'energia si trova dappertutto intorno a noi, nei mezzi di trasporto, nell'industria, nelle case, nel nostro corpo e quella che sembra scomparsa riappare sotto un altra forma e con un altro nome. Se non ci fosse energia, ogni cosa, ogni particella di materia sarebbe ferma in quanto questa si manifesta attraverso il movimento dei corpi macroscopici che si muovono uno rispetto all altro, degli atomi e delle molecole, delle particelle, delle onde elettromagnetiche che riempiono lo spazio tra i corpi. Riassumendo, le caratteristiche principali dell energia risultano le seguenti: 1. consente di fare del lavoro, cioè di fare forza per ottenere un risultato utile; 2. può trasformarsi da una forma all'altra, perciò può essere utilizzata nella forma desiderata; 3. può trasferirsi da un oggetto all'altro, perciò si può impiegare nell'oggetto desiderato; 4. si conserva, ovvero l'energia nè si crea né si distrugge. 3

4 1.4 Le forme di energia Posto che l'energia esiste già in natura e si presenta in forme molto diverse, la prima grande distinzione concerne le fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili. Le fonti di energia rappresentano ciò che la natura ci ha messo a disposizione e che possiamo utilizzare per ottenere un particolare lavoro o utilità. 2. Fonti energetiche rinnovabili Si definiscono fonti energetiche rinnovabili quelle fonti che: - sono inesauribili: non soggette ad esaurimento (questo perché il loro ciclo di produzione, o riproduzione, ha tempi caratteristici al minimo comparabili con quelli del loro consumo da parte degli utenti); - determinano un ridotto impatto ambientale: gli effetti negativi sull ambiente sono modesti o pressoché inesistenti (l impatto ambientale si può dire trascurabile per quanto riguarda il rilascio di inquinanti nell aria, nell acqua e sul suolo); - consentono uno sviluppo sostenibile all uomo senza danneggiare la natura e l'ecosistema per un tempo indeterminato (l impegno di territorio, anche se ampio, può essere temporaneo e non provocare effetti irreversibili). Le fonti energetiche rinnovabili contribuiscono per circa il 13% al fabbisogno energetico mondiale, per il 5,7% al fabbisogno energetico europeo e per circa il 18% al fabbisogno energetico italiano. La rimanente parte viene soddisfatta con le fonti energetiche non rinnovabili. Lo sviluppo delle fonti rinnovabili, unitamente alla diffusione delle tecniche di uso efficiente dell energia, sembra l unica via verso uno sviluppo sostenibile. Le principali fonti energetiche rinnovabili sono rappresentate da: sole, acqua, vento, terra e biomassa. 2.1 Sole Dal sole si ricava direttamente l energia solare intesa come l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal sole. La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso e poco concentrata, nel senso che è 4

5 necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative. Per il suo sfruttamento occorrono prodotti in genere di costo elevato che rendono l'energia solare notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di generazione dell'energia. In tal senso, l'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) oppure per generare calore (solare termico). Le tecnologie per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole sono: il pannello solare impiegato per fornire acqua calda e riscaldamento ad abitazioni e piccoli complessi e il pannello fotovoltaico adatto ad alimentare dispositivi distanti dalle reti elettriche (sonde spaziali, ripetitori telefonici in alta montagna, ecc.) o con richieste energetiche ridotte (segnaletica stradale luminosa, parchimetri, ecc). PANNELLO SOLARE Principio di funzionamento: tale tecnologia sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio. I raggi solari vengono catturati da pannelli detti "collettori solari" e trasformati in calore (esempio: acqua calda per la doccia o per il riscaldamento). Non si tratta di produzione di energia elettrica tramite la luce del sole, ma di sfruttamento del calore del sole. 5

6 PANNELLO FOTOVOLTAICO Principio di funzionamento: questa tecnologia sfrutta le proprietà di particolari elementi (semiconduttori) per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce. I raggi solari vengono catturati da pannelli fotovoltaici e trasformati in energia elettrica tramite un processo chiamato "fotovoltaico". 2.2 Acqua Dal corso di fiumi e di laghi, grazie alla creazione di dighe o altre tipologie di bacini artificiali, si può ottenere energia idroelettrica. L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita (non vi sono emissioni). La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine; l impianto che consente la produzione di tale energia prende il nome di centrale idroelettrica. 6

7 CENTRALE IDROELETTRICA Principio di funzionamento: in generale per centrale idroelettrica si intende una serie di dispositivi impiegati per la produzione di energia elettrica ricavata da masse di acqua in movimento. Nel dettaglio, l energia elettrica si ottiene sfruttando l energia che una massa d acqua, raccolta in un bacino, è in grado di fornire quando viene fatta cadere da una quota superiore ad una quota inferiore. Attraverso un sistema di condotte, l' acqua viene inviata a forte pressione alle pale di una turbina, che trasforma l energia cinetica, ottenuta dalla caduta, in energia meccanica di rotazione. Il movimento della turbina alimenta un alternatore che converte l' energia meccanica in elettrica. Unitamente ad un altro trasformatore, rende l energia elettrica adatta agli usi domestici. 2.3 Vento Convertendo con opportuni sistemi l energia cinetica del vento si ottiene l energia eolica: prima fonte energetica rinnovabile usata dall'uomo, dallo sfruttamento poco costoso, utilizzato solo in zone molto ventose. L energia eolica viene per lo più convertita in elettrica tramite una centrale eolica. Gli antichi mulini a vento venivano impiegati per convertire l'energia del vento in energia meccanica (quest ultima usata per la macinazione del grano). I mulini a vento si sono oggi trasformati nelle turbine eoliche in grado di produrre direttamente energia elettrica, e che, sempre azionate dall'energia del vento, sono dotate di pale che facilmente si mettono in rapida ed efficace rotazione. Per 7

8 aumentare la quantità di energia, le turbine eoliche spesso sono collegate insieme a formare delle vere e proprie centrali eoliche. CENTRALI EOLICHE Principio di funzionamento: le turbine rotanti con il loro movimento inducono la produzione di energia elettrica. Nell'incontro con le pale della turbina, il vento perde circa il 40% della propria energia cinetica, che viene utilizzata per azionare la turbina; l'energia meccanica prodotta viene poi trasformata in energia elettrica da un generatore. 2.4 Terra In questo caso si può far riferimento all energia geotermica intesa come quella contenuta, sotto forma di calore, all interno della terra. La sua origine è dovuta al calore che deriva da vulcani, sorgenti termali, soffioni, ecc. Questa energia fluisce verso l esterno trasportata da acqua e vapore e si dissipa con regolarità verso la superficie della terra. Tale calore, anche se in quantità enorme e inesauribile, risulta assai disperso e solo raramente concentrato. L energia geotermica, che deriva dal calore presente negli strati più profondi della crosta terrestre, può essere impiegata in diversi sistemi geotermici come ad esempio le centrali geotermiche. 8

9 CENTRALE GEOTERMICA Principio di funzionamento: attraverso le rotture degli strati rocciosi le acque e i vapori riscaldatisi in profondità salgono verso la superficie e possono essere utilizzati come fonte di calore o per produrre energia elettrica. Il vapore viene convogliato in tubazioni (vapordotti) e inviato alla turbina dove viene convertito prima in energia meccanica e quindi in energia elettrica per mezzo di un alternatore collegato alla turbina. L energia elettrica viene trasmessa al trasformatore che la immette nella rete di distribuzione. Il vapore viene recuperato e riconvertito in una condensatore e riportato alla stato liquido per essere smaltito nel terreno, mentre i gas di scarico vengono raffreddati e dispersi nell atmosfera mediante una torre di raffreddamento. 2.5 Biomassa Le fonti di energia da biomasse sono costituite dalle sostanze di origine animale e vegetale, non fossili, che possono essere usate come combustibili per la produzione di energia. Le biomasse vanno intese come: materie prime (colture arboree ed erbacee); prodotti di scarto (comparto agricolo-forestale, industria del legno, agroalimentare e carta); rsu (rifiuti solidi urbani). 9

10 Mediante processi biochimici (microrganismi), termochimici (reazioni chimiche che si innescano con il calore) e reazioni di combustione si ottiene produzione di energia termica usata per riscaldare oppure impiegata in impianti termo-elettrici per la produzione di energia elettrica. Le biomasse costituiscono una fonte energetica pulita per quanto riguarda l effetto serra, poiché la CO 2 rilasciata durante la combustione viene riassorbita dalle piante stesse mediante il processo di fotosintesi. Poiché questo processo avviene grazie all'energia proveniente dal sole sotto forma di radiazione, si può dire che l'energia proveniente dalla combustione di biomasse è energia solare. 10

11 3. Fonti energetiche non rinnovabili Si definiscono fonti energetiche non rinnovabili quelle fonti che: - rappresentano risorse esauribili e concentrate in poche aree della terra: sono quei tipi di energia derivate da risorse finite; - determinano elevati impatti ambientali: sono fortemente inquinanti (danneggiano l'ambiente con le scorie o con i gas tossici che vengono inevitabilmente prodotti); - sono molto sfruttate dall umanità perché in grado di produrre enormi quantità di energia con tecnologie semplici e collaudate. - sono utilizzate spesso in modo inefficiente, dal momento che i produttori sono in genere più interessati a vendere energia che non a proporne un uso sobrio. Noi otteniamo la maggior parte della nostra energia da fonti non rinnovabili, che includono i combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale), chiamati così perchè sono stati formati in milioni e milioni di anni dall'azione del calore terrestre e della pressione di roccia e suolo sui resti di piante e animali. Un'altra fonte energetica non rinnovabile è data dall'uranio, da cui otteniamo calore e elettricità. 3.1 Carbone Nasce dalla decomposizione di grandi masse vegetali. É estratto dal terreno in miniere sotterranee o a cielo aperto ed il più diffuso al mondo. Oggi (2008) circa il 40% dell'energia elettrica mondiale è prodotta bruciando carbone. Il settore siderurgico è il maggiore utilizzatore di carbone impiegato come materia prima per la produzione dell'acciaio. Gli impieghi principali del carbone riguardano l industria pesante e la produzione di elettricità. 11

12 3.2 Petrolio È detto oro nero, è un liquido infiammabile, denso e che si trova in alcuni punti negli strati superiori della crosta terrestre. Deriva dalla decomposizione in ambiente marino di organismi animali e vegetali nel tempo di decine di milioni di anni. Il 38% dell'energia consumata oggi nel mondo deriva dal petrolio. È alla base del sistema dei trasporti ed è indispensabile nel settore dell'industria pesante (raffinerie), del riscaldamento, della produzione elettrica e nella chimica. 3.3 Gas naturale Si trova insieme al petrolio e in giacimenti di gas naturale, ma si genera anche in paludi, discariche e durante la digestione negli animali. Il principale componente del gas naturale è il metano (CH 4 ). Oggi è impiegato per generare il 20% dell energia. È impiegato per la produzione di energia elettrica (centrali elettriche e termoelettriche), combustibile per i veicoli, per cucinare, per scaldare l'acqua sanitaria, per il riscaldamento e il condizionamento degli edifici. 3.4 Uranio È un elemento chimico appartenente alla famiglia dei metalli. È abbastanza diffuso sulla crosta terreste ed è ottenuto per estrazione da alcuni minerali, in miniere a cielo aperto o 12

13 in gallerie. È un elemento radioattivo, ovvero emette radiazioni. Infatti è legato alle reazioni che coinvolgono l energia nucleare. È utile al funzionamento delle centrali termoelettronucleari. Impiegato anche per la produzione di armi nucleari (bomba atomica). 13

14 4. Impatti ambientali TIPO DI ENERGIA IMPATTO AMBIENTALE Energia solare - Occupano vaste estensioni di terreno - Alterazione del paesaggio naturale (costruzioni di dighe e bacini artificiali); Energia idrica - variazione della temperatura nei corsi d'acqua (influenza negativa sugli equilibri ambientali di fauna e flora). - Inquinamento acustico (rumore); - occupazione del territorio; Energia eolica - impatto visivo; - effetti sulla flora e la fauna; - interferenze sulle telecomunicazioni. Energia - Alterazione paesaggio naturale (disboscamento a favore della desertificazione) geotermica Energia da - Minimo impatto ambientale dovuto all emissione di inquinanti gassosi ridotto dai moderni sistemi di controllo. biomasse - piogge acide Carbone - effetto serra (emissioni di CO ) 2 - piogge acide Petrolio - effetto serra (emissioni di CO ) 2 - estrazione: disturbo dell ambiente marino Gas naturale - effetto serra (emissione di CH ) 4 Uranio - le radiazioni danneggiano in modo grave i tessuti biologici, in quanto possono intaccare il patrimonio genetico delle cellule, causando il cancro o mutazioni genetiche ereditarie (scorie nucleari: Chernobyl). Sostenibilità in materia di energia significa ridurre gli effetti negativi sull ambiente a lungo termine: agenti inquinanti dell aria e gli effetti sul clima; radiazioni; danni ai paesaggi e agli habitat; smaltimento sicuro delle scorie nucleari; riduzione del consumo energetico, in particolare delle energie non rinnovabili. 14

15 5. Attualità 5.1 Protocollo di Kyoto Dal momento che le fonti energetiche non rinnovabili si identificano tra i principali responsabili delle emissioni di gas serra, è doveroso introdurre il Protocollo di Kyoto in quanto atto ad affrontare questa tematica di grande attualità. Il Protocollo di Kyoto è un accordo internazionale che stabilisce precisi obiettivi per i tagli delle emissioni di gas responsabili dell'effetto serra, del riscaldamento del pianeta, da parte dei paesi industrializzati. E' l'unico accordo internazionale che sancisce una limitazione delle emissioni ritenute responsabili dell'effetto serra, degli stravolgimenti climatici, del surriscaldamento globale. È stato sottoscritto nella città giapponese di Kyoto l'11 dicembre 1997 da più di 160 paesi in occasione della Conferenza COP3 della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC). Il trattato è entrato in vigore il 16 febbraio I punti chiave di questo accordo consistono: - per i paesi più industrializzati l'obbligo è ridurre le emissioni di gas serra di almeno il 5% rispetto ai livelli del 1990, nel periodo di adempimento che va dal 2008 al 2012; - gli stessi paesi devono predisporre progetti di protezione di boschi, foreste, terreni agricoli che assorbono anidride carbonica (perciò sono detti ''carbon sinks', cioè immagazzinatori di CO 2 ). Inoltre, possono guadagnare 'carbon credit' aiutando i paesi in via di sviluppo ad evitare emissioni inquinanti, esportando tecnologie pulite. Ogni paese, inoltre, dovrà realizzare un sistema nazionale per la stima delle emissioni gassose. E dovrà essere creato un sistema globale per compensarle; - i paesi firmatari andranno incontro a sanzioni se mancheranno di raggiungere gli obiettivi. Più flessibili le regole per i paesi in via di sviluppo. 5.2 Legge 10/1991 Uno dei principali strumenti legislativi in materia di energia è rappresentato dalla Legge 10/1991; tale legge include Norme in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia. Si tratta di una legge che introduce dei regolamenti finalizzati al miglioramento dell efficienza energetica in tutti i 15

16 settori: residenziali e commerciali; intendendo per uso razionale di energia soddisfare i propri bisogni ma con modalità che comportano minori consumi. 5.3 Dlgs n.192 del 19 Agosto 2005 Un altro strumento legislativo di grande importanza è rappresentato dal Dlgs 192/2005 in materia di Rendimento energetico nell'edilizia. Questo decreto stabilisce che tutti gli edifici di nuova costruzione e gli interventi di ristrutturazione su edifici dai metri quadrati in su dovranno possedere la Certificazione energetica. Quest ultima è un obbligo e consiste in un «Attestato di certificazione energetica» che è un documento redatto da un esperto, sulla base di criteri generali e di apposite metodologie di calcolo, avente la funzione di attestare la prestazione energetica e le caratteristiche energetiche dell edificio in modo da consentire al cittadino una valutazione di confronto di tali caratteristiche rispetto ai valori di riferimento previsti dalla legge. 6. Risparmio energetico Per risparmio energetico, in senso stretto, si intende il risparmio di fonti energetiche altrimenti utilizzabili, quindi, in concreto, si intende il risparmio di combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale) e nucleari (uranio). Nel dettaglio, sotto il nome di risparmio energetico vanno diverse tecniche atte a ridurre i consumi di energia necessaria allo svolgimento delle varie attività umane. Il risparmio può essere ottenuto sia modificando i processi, in modo che ci siano meno sprechi, sia utilizzando tecnologie in grado di trasformare l'energia da una forma all'altra in modo più efficiente. Nell ottica complessiva il risparmio energetico è un fine, mentre l'utilizzo razionale dell'energia è il mezzo o il metodo: è ciò che permette, nella pratica, di ridurre il consumo di risorse energetiche altrimenti utilizzabili. Di seguito verranno illustrati alcuni consigli pratici per risparmiare energia. 16

17 6.1 Consigli pratici ILLUMINAZIONE Accendere la luce solo quando è veramente necessario; Se uscite da una stanza, spegnete la luce. Se ci sono più lampadine in una stanza accendetene solo alcune. Utilizzare lampade a fluorescenza (più costose delle altre ma consumano meno). ACQUA Chiudere bene tutti i rubinetti e controllare che non ci siano perdite. Scegliete di fare la doccia e non il bagno. Chiudete l acqua quando vi insaponate e vi lavate i denti. Ogni volta che fate scorrere l acqua dal rubinetto fatelo nella quantità e per il tempo necessari. Per limitare gli sprechi, inserite nei rubinetti dei riduttori di flusso che riducono il consumo dell acqua del 50%. 17

18 RISCALDAMENTO Spegnete il riscaldamento quando in casa non c è nessuno. Quando è possibile, abbassate le tapparelle o chiudete le ante. Quando aprite le finestre per arieggiare assicuratevi che i termosifoni siano spenti. Se potete, inserite nei termosifoni delle valvole termostatiche che consentono di regolare la temperatura desiderata nella stanza. Le tende non devono coprire i termosifoni perché impediscono il riscaldamento della stanza. ELETTRODOMESTICI: IL FRIGORIFERO Regolate il termostato del frigorifero alla T di 2-3 C e quello del congelatore ad una T di -18 C. Evitate di aprire/chiudere spesso il frigorifero. Non introdurre mai cibi caldi. Controllate che le guarnizioni siano in buono stato. Sbrinate periodicamente il frigorifero. ELETTRODOMESTICI: LA LAVATRICE Scegliete programmi di lavaggio a T non elevate (40-60 C). 18

19 Utilizzate la lavatrice a pieno carico o a mezzo carico. Non superate mai le dosi di detersivo consigliate perché questo concorre all inquinamento dell ambiente. ELETTRODOMESTICI: LA LAVASTOVIGLIE Utilizzate la lavastoviglie a pieno carico e a basse T. Utilizzate il programma economico per le stoviglie poco sporche. ELETTRODOMESTICI VARI Eliminate la modalità stand-by: premere il pulsante su off e, dove è necessario, staccate la spina. Non spegnete l elettrodomestico con il telecomando; se non vi è possibile, utilizzate una presa multipla con il tasto on/off. IL CONDIZIONATORE Tenete le finestre dei locali condizionati riparate dal sole. La T corretta è intorno ai C. Tieni la T di 4-6 C in meno rispetto alla T esterna. 19

20 Usa la modalità deumidificazione : consuma meno energia elettrica. Se devi uscire, spegni 30 min prima il condizionatore in modo da adattarti gradualmente alle condizioni ambientali. Pulisci spesso i filtri e l unità esterna. Fai controllare da un tecnico (ogni 2 o 3 anni) il fluido refrigerante e il compressore. IL FORNO ELETTRICO Durante la cottura apri lo sportello solo se è indispensabile. Effettua il preriscaldamento solo quando è richiesto in modo specifico dalle ricette. Spegni il forno qualche minuto prima che la cottura sia completa, in modo da sfruttare il calore residuo Dopo aver staccato l alimentazione elettrica, pulisci il forno ogni volta che lo utilizzi, preferibilmente quando l apparecchio è ancora tiepido (così la pulizia sarà più facile) usando gli appositi prodotti detergenti. La funzione GRILL richiede il doppio di potenza rispetto alla funzione di riscaldamento. Serve per dorare i cibi, non utilizzarlo per più di 5-10 minuti. IL MICROONDE Consumano meno (circa la metà) rispetto ai forni elettrici tradizionali, ma hanno talune caratteristiche (mancata doratura dei cibi, cottura poco uniforme, ecc.) che non permettono di utilizzarli in ogni circostanza. 20

21 Cuociono più rapidamente e dall interno gli alimenti, non necessitano di preriscaldamento (il tempo di cottura è ridotto anche del 25%). Conservano intatte le proprietà nutritive dei cibi e sono adatti anche per scongelare rapidamente gli alimenti surgelati. LO SCALDABAGNO Lo scaldabagno elettrico è una delle maggiori fonti di consumo di energia elettrica in casa. Scegli un modello di capacità proporzionata al bisogno effettivo di acqua calda della famiglia, perché mantenendo troppa acqua calda nel boiler si consuma di più. Verifica che abbia un adeguato isolamento termico, cioè sia dotato di pareti isolanti spesse, tali da non disperdere calore. Posizionalo vicino al punto di utilizzo per evitare inutili dispersioni di calore attraverso le tubazioni. Regola il termostato a 40 C d estate e a 60 C d inverno. Installa un timer che accenda l apparecchio 3-4 ore prima del suo utilizzo, per evitare che entri in funzione durante la giornata, anche quando non si preleva l acqua. Pulisci regolarmente (ogni 6 mesi) la serpentina e il bollitore dalle incrostazioni. 21

22 7. Approfondimento 7. La centrale idroelettrica di Borgo Venezia a Sassuolo Nel caso specifico modenese un esempio di centrale idroelettrica si può osservare sul fiume Secchia, in località Borgo Venezia, nei pressi del ponte ferroviario Sassuolo-Veggia (inaugurato il 12 maggio 2007). Questo tipo di impianto funziona, nel periodo autunnoinverno, per 10 settimane all'anno a piena potenza e per 10 settimane a potenza ridotta e produce energia elettrica pari a quella che viene consumata da circa 6800 abitanti. L impianto, realizzato nell alveo del fiume a valle della briglia del ponte, sfrutta un salto d acqua di circa 12 metri. L acqua del fiume Secchia viene incanalata, mediante un opera di presa, all interno di una condotta sotterranea. Dalla condotta giunge fino ad una piccola centrale interrata dove sono alloggiati i macchinari per la produzione dell energia. L acqua utilizzata verrà successivamente restituita con le stesse caratteristiche qualitative e quantitative al fiume mediante un canale a cielo aperto. Grazie a questo impianto sarà quindi possibile produrre energia elettrica evitando qualsiasi emissione inquinante nell atmosfera e senza arrecare alcun danno al corso d acqua. 7.2 Principio di funzionamento di una centrale idroelettrica Per realizzare questo tipo di impianto occorre sfruttare l'energia che l'acqua è in grado di fornire quando viene fatta defluire da una quota superiore a una quota inferiore, quando cioè ad essa viene fatto compiere un "SALTO". 22

23 il fiume viene sbarrato con opportune opere (es: dighe) che immettono le acque, attraverso opere di deviazione, in una tubazione che copre con forte pendenza il salto fino a raggiungere la centrale. L acqua fa ruotare con la sua spinta una turbina accoppiata ad un generatore (o alternatore) di energia elettrica, per essere poi restituita all'alveo naturale. Un impianto idroelettrico consiste di: - un sistema di raccolta dell'acqua; - una conduttura forzata di convogliamento; - una turbina; - un alternatore o generatore; - sistema di controllo e regolazione della portata d'acqua; - un trasformatore. 23

24 SISTEMA DI RACCOLTA La forma e le dimensioni devono essere adatte alla natura del terreno e al letto del corso d'acqua. Si tratta di un manufatto (diga) che deve rispettare indicazioni costruttive e di gestione molto rigorose regolamentate da leggi. La raccolta dell'acqua e' realizzata mediante traverse, ossia mediante sbarramenti di piccola entità da cui si ricavano piccoli invasi. TURBINA La macchina caratteristica di un impianto idroelettrico e' la turbina. E composta da tre parti: un organo di immissione e distribuzione dell'acqua, la girante che trasforma l'energia dell'acqua in energia meccanica e lo scarico. ORGANO DI IMMISSIONE SCARICO GIRANTE ALTERNATORE L alternatore o generatore è accoppiato solidamente all'albero della turbina, la macchina elettrica che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. La parte mobile (rotore) permette di dosare e controllare il campo magnetico. Nella parte fissa (statore) sono presenti degli avvolgimenti di filo di rame nei quali il campo magnetico, 24

25 generato dal rotore, induce energia elettrica. Dall'alternatore, l'energia elettrica viene trasferita mediante cavi di rame opportunamente dimensionati ad un'altra apparecchiatura, il trasformatore. SISTEMA DI CONTROLLO Tutto il sistema e' comandato, controllato e protetto da apparecchiature elettroniche che sorvegliano il processo produttivo e intervengono in caso di guasto e/o anomalie di funzionamento, provvedendo a fermare prontamente tutto il sistema idroelettrico. Negli ultimi anni, grazie al progresso della tecnologia informatica e di telecomunicazioni, quasi tutti gli impianti idroelettrici sono comandati a distanza da centri di telecontrollo che sovraintendono a tutte le operazioni necessarie all'esercizio delle centrali. Caratteristiche fondamentali di questi tipi di impianti sono: 1. la flessibilità: intesa nell utilizzo. Con i moderni sistemi di automazione e comando e possibile passare dallo stato di centrale ferma a quello di massima potenza in poche decine di minuti; 2. la velocità: questi impianti, all'interno di una rete elettrica di produzione sono insostituibili, perché permettono di rispondere prontamente alle variazioni di richiesta di energia da parte degli utenti allacciati. 7.3 Vantaggi per l ambiente e per il territorio. Produrre energia elettrica sfruttando l'energia dell'acqua permette di valorizzare il territorio e contribuisce a diminuire i processi di inquinamento ambientale. Il lago artificiale che si forma impreziosisce il territorio favorendo lo sviluppo di attività turistiche, sportive e produttive che possono coesistere con lo sfruttamento idroelettrico. Un elemento decisivo e' l'inquinamento evitato: una centrale termoelettrica immette nell'atmosfera anidride carbonica, immissione che non si ha se a produrre e' una centrale idroelettrica. 25

26 26