Sorgenti di Campi Elettromagnetici nella banda ELF

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1 Sorgenti di Campi Elettromagnetici nella banda ELF Linee per la trasmissione e distribuzione dell energia elettrica (elettrodotti) Apparecchiature indoor (elettrodomestici, computer) Altro (apparecchiature mediche, trasporti pubblici, ecc.)

2 Produzione, trasporto e distribuzione dell energia elettrica L energia elettrica viene portata dai centri di produzione agli utilizzatori (case, industrie) per mezzo di elettrodotti che lavorano con tensioni di intensità variabile. La rete di distribuzione dell energia elettrica è formata da una grande maglia di elettrodotti che costituiscono un complesso circuito caratterizzato dalle linee, dalle centrali elettriche e dalle cabine di trasformazione. Queste ultime hanno la funzione di trasformare la corrente ad alta tensione prodotta dalle centrali dapprima in media tensione e poi in tensioni più basse fino ai valori utilizzati nelle applicazioni pratiche.

3 RETE DI DISTRIBUZIONE DELL ENERGIA ELETTRICA

4 Schema per la distribuzione dell energia elettrica Centrale di produzione Linee ad altissima tensione (AAT): V > 220 kv (in Italia fino a 380 kv) Stazioni primarie Linee ad alta tensione (AT): 35 kv < V < 220 kv Cabine primarie Linee a media tensione (MT): 1 kv < V < 30 kv Cabine secondarie Linee a bassa tensione (BT): V < 1 kv

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6 Centrale di produzione L elettricità viene prodotta trasformando, in apposite centrali, il potenziale energetico contenuto nelle fonti esistenti in natura. In natura, l energia è disponibile in fonti primarie sotto forma di: Energia potenziale di tipo chimico: combustibili fossili; combustibili organici; combustibili nucleari. Energia potenziale di tipo meccanico: idrica; eolica. Altre tipologie: geotermica; solare.

7 L energia potenziale delle fonti primarie può essere convertita direttamente o indirettamente in energia elettrica in opportuni complessi denominati Centrali di Produzione dell Energia Elettrica. Tipologia, configurazione ed ubicazione delle centrali è funzione del tipo di fonte energetica primaria da convertire. Si ha trasformazione diretta dell energia potenziale della fonte primaria in energia elettrica quando il processo di conversione avviene direttamente all interno di un generatore elettrico. Esempi: Celle a combustibile. Generatori elettrochimici in cui entrano un combustibile (idrogeno) e un ossidante (ossigeno o aria) e da cui si ricavano corrente elettrica continua, acqua e calore mediante un processo di ossido riduzione. Celle fotovoltaiche. Elementi di silicio capaci di trasformare l'energia elettromagnetica (luce) in corrente elettrica continua sfruttando le proprietà chimico/fisiche del materiale di cui sono composte

8 Si ha trasformazione indiretta dell energia potenziale della fonte primaria in energia elettrica quando il processo di conversione avviene attraverso la trasformazione intermedia dell energia potenziale in energia meccanica; questa, viene successivamente convertita in energia elettrica. L energia primaria, prima di diventare elettrica, deve essere convertita in energia cinetica di rotazione. Il dispositivo che realizza questa trasformazione intermedia è la turbina; ad essa è direttamente collegato l alternatore che converte il moto rotatorio in energia elettrica. Accanto ad ogni centrale si trova una stazione elettrica, che eleva il valore della tensione erogata (dai 6 ai 20 kv) dagli alternatori e provvede ad inviarla alle linee di trasporto per la sua distribuzione.

9 Produzione dell energia elettrica in Italia In Italia, fino agli anni 50 la produzione di energia è stata prevalentemente idroelettrica suddivisa tra un gran numero di produttori privati. Nel 1963 è stata attuata la nazionalizzazione della produzione e distribuzione dell energia elettrica mediante la costituzione dell ENEL (Ente Nazionale per l Energia Elettrica) che ha acquistato gli impianti di circa 1200 produttori e/o distributori privati monopolizzando in pratica la produzione di energia elettrica. Successivamente alla nazionalizzazione si è assistito ad una tendenza a favore della produzione termoelettrica con combustibili di origine fossile Nel 1999 (decreto Bersani) si è avuta la liberalizzazione del mercato per l energia elettrica. Attualmente è Terna la società che in Italia si occupa di gestire tutti gli aspetti legati alla trasmissione dell'energia elettrica sulla rete nazionale

10 Linee ad altissima tensione Comprendono le grandi linee di trasporto e di interconnessione nazionali. Collegano le centrali di produzione alle stazioni o le stazioni fra di loro Durante il trasporto, la corrente che percorre il conduttore dissipa energia elettrica in calore (effetto Joule). Per ridurre il più possibile questa perdita si possono adottare due soluzioni: 1) Diminuire la resistenza del conduttore 2) Diminuire l intensità della corrente. Per ridurre la resistenza occorre aumentare la lunghezza sezione del conduttore stesso: Ciò comporta tra l altro la costruzione di giganteschi tralicci molto resistenti per sostenere conduttori di grandi dimensioni. Per questi motivi si preferisce contenere le perdite per effetto Joule con una adeguata riduzione dell intensità di corrente innalzando la tensione. È per questa ragione che la corrente viaggia sui lunghi percorsi in linee ad altissima tensione. R = ρ Superficie

11 Gli attuali sistemi per trasferire l energia elettrica a distanza sono comunque soggetti a perdite abbastanza rilevanti dell ordine del 6/7%. Attualmente in Italia, per la trasmissione di energia elettrica su grandi distanze viene adottata, per gli elettrodotti di nuova costruzione, la tensione di 380 kv. Esistono anche elettrodotti a 220 kv. È prevista, per il prossimo futuro, la costruzione di linee a 1000 kv, peraltro già esistente negli Stati Uniti dove esistono anche linee a 765 kv. Il nostro sistema di trasmissione è collegato con quello di altri paesi europei attraverso elettrodotti a tensione di 380 kv che uniscono la rete nazionale con quella dei paesi confinanti. Nel mondo sono ormai diffusi diversi esempi di connessioni nazionali o internazionali attraverso cavo sottomarino

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13 Stazioni primarie Sono inserite sulla rete ad altissima tensione e destinate ad una delle seguenti funzioni: Smistamento delle linee AAT Interconnessione con reti a diversa tensione (trasformazione dell energia elettrica dalla tensione di trasformazione alla tensione di distribuzione ad alta tensione) Collegamento alla rete della centrale di produzione Le stazioni primarie di trasformazione da 380 kv a 132 kv, occupano spazi notevoli e sono solitamente costruite in zone con scarsa presenza di abitazioni Linee ad alta tensione: Costituiscono la rete di distribuzione primaria (o di subtrasmissione) ed hanno il compito di alimentare sia le cabine primarie sia i grandi utenti che vengono alimentati con linee ad alta tensione (AT). Le tensioni più utilizzate sono: kv kv

14 Cabine primarie Sono gli impianti atti a trasformare l energia dall alta tensione ( kv) per l alimentazione della linea a media tensione. Linee a media tensione In Italia la distribuzione a media tensione (MT) è effettuata generalmente con tensioni di 15 e di 20 kv. Le linee sono per lo più aeree con conduttori nudi nelle zone rurali ed in cavo sotterraneo nelle zone urbanizzate

15 Cabine secondarie È il complesso di conduttori, apparecchiature e macchine atte a trasformare l energia elettrica dalla media alla bassa tensione (220 e 380 V). Sono costituite in muratura in elevazione alte o basse a seconda che siano allacciate a linee aeree o in cavo e contengono di solito un solo trasformatore. Per modeste potenze fino ad un massimo di 100 kva si usano posti di trasformazione a palo. Le cabine urbane alimentate in cavo interrato sono sovente realizzate in appositi locali all interno di edifici. Al livello inferiore della cabina sono i visibili i trasformatori, entrambi con ingresso a 10 kv, uno con 380 V trifase e l altro a 220 V monofase, con relativo quadretto di controllo e di comando. Nota VA: potenza apparente, unità di misura (sempre Watt) che si riferisce al prodotto dei valori efficaci

16 Rete di distribuzione a bassa tensione Le linee di distribuzione a bassa tensione (BT) possono essere aeree o in cavo. Nei grandi centri urbani le reti di bassa tensione vengono eseguite in cavo, mentre nei piccoli e medi centri la rete è aerea disposta di solito lungo le facciate delle case. Nelle zone rurali le linee BT sono per lo più in conduttori nudi aerei. In Italia e nel resto d Europa, l elettricità per uso domestico è erogata alla frequenza di 50 Hz, e nel Nord America a 60 Hz. La tensione che preleviamo alla presa di corrente della rete domestica ha un valore nominale di 220 V. La tensione trifase è 380 V, mentre la tensione tra una fase e il neutro è 220 V.

17 La tensione a 380 V viene utilizzata per il funzionamento di dispositivi elettrici che non si trovano all interno dell ambiente domestico, per esempio il motore dell ascensore o quello della pompa dell impianto di riscaldamento centrale. Ai vari appartamenti arriva, invece, una linea monofase, formata da un conduttore in tensione ed uno neutro, allacciato al contatore dell appartamento. Un altro filo che si inserisce tra il conduttore e il Un altro filo che si inserisce tra il conduttore e il neutro è il conduttore di protezione collegato all impianto di terra. Quest ultimo rappresenta il terzo filo dell impianto di rete domestica (il foro centrale della presa elettrica)

18 RICO/statistiche/dati_statistici.aspx