ENERGIA EOLICA

ENERGIA IDRAULICA

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

ENERGIA SOLARE TERMICA

ENERGIA GEOTERMICA

Come funziona un impianto eolico?
Un impianto eolico e' costituito da un gruppo di aerogeneratori di media (600-900 kW) o grande (>1MW) taglia, disposti sul territorio in modo da meglio sfruttare la risorsa eolica del sito; gli aerogeneratori sono connessi fra loro elettricamente attraverso un cavidotto interrato. All'impianto eolico e' associata una cabina-stazione di consegna che, a sua volta e' connessa alla rete elettrica nazionale. Gli aerogeneratori sono costituiti essenzialmente da una navicella o gondola, sostenuta da una struttura metallica, alla quale e' connesso un rotore; il rotore e' costituito dalle pale fissate su di un mozzo e progettate per sottrarre al vento parte della sua energia cinetica per trasformarla in energia meccanica. Al soffiare del vento il rotore gira e aziona a sua volta il generatore elettrico, tramite un moltiplicatore di giri, che ha la funzione di trasformare l'energia meccanica in energia elettrica. Dal rotore, l'energia cinetica del vento viene trasmessa a un generatore di corrente collegato ai sistemi di controllo e trasformazione tali da regolare la produzione di elettricita' e l'eventuale allacciamento in rete. L'energia elettrica prodotta in navicella viene convogliata al suolo attraverso cavi elettrici; sempre al suolo vengono inviati mediante opportuni cavi i segnali necessari per il controllo del corretto funzionamento dell'aerogeneratore.

I livelli di rumorosità dei parchi eolici sono elevati?
No. Grazie all'impiego di materiali e tecnologie avanzatissimi, il nostro dipartimento di ingegneria è riuscito ad abbattere a livelli bassissimi il rumore prodotto dagli aerogeneratori in movimento. Il livello di rumorosità di un parco eolico dipende dall'intensità del vento ed è confrontabile con quello emesso dal vento stesso in prossimità degli alberi e degli arbusti della zona. Per esempio, già a 50 metri di distanza, il rumore prodotto da una turbina eolica in movimento è pari a circa 50 decibel, un'intensità sonora paragonabile a quella di una normale conversazione.

La rottura di un aerogeneratore è un evento che si verifica con probabilità elevata?
Relativamente. Il ciclo di vita di un aerogeneratore dipende dall'intensità media del vento da cui è investito, dall'energia che produce e dalle sue caratteristiche tecniche. Gli aerogeneratori prodotti da Gamesa possono contare sulle migliori caratteristiche tecniche offerte dal mercato; inoltre, le nostre squadre di manutenzione eseguono periodicamente revisioni e controlli sulle macchine, garantendone così il funzionamento ottimale.

Che impatto può avere un parco eolico sul paesaggio che lo circonda?
Innanzitutto va ricordato che la percezione dell'impatto visivo dei parchi eolici sul paesaggio circostante ha carattere soggettivo; ciascun osservatore si forma una sua opinione personale circa la "bellezza" o la "bruttezza" di questi impianti e raramente tali opinioni coincidono. Dal momento che, in gran parte dei casi, i parchi eolici vengono ubicati in zone recondite e scarsamente popolate, l'impatto visivo viene a essere ridotto in partenza in termini assoluti. Ciò non deve far dimenticare che comunque è pressoché impossibile che un parco eolico non produca un impatto visivo sulla zona circostante e pertanto, consapevoli del problema, in Gamesa realizziamo preliminarmente degli studi specifici che forniscono importanti indicazioni ai nostri progettisti. Per mezzo di un posizionamento adeguato degli aerogeneratori e di un'attenta scelta dei colori e delle vernici impiegati, riduciamo al massimo l'impatto visivo.

E' possibile recuperare integralmente il paesaggio una volta completato il ciclo di vita di un parco eolico?
La dismissione di un parco eolico viene progettata e pianificata molto prima della sua installazione, in maniera che l'impatto ambientale sia minimo e che possano essere recuperati totalmente tanto il paesaggio come il terreno originale.

Come viene influenzata la fauna locale da questo tipo di impianti?
La capacità di adattamento degli animali della zona è sorprendente. Nelle giornate particolarmente calde, molti di essi ricercano l'ombra che proiettano al terreno gli aerogeneratori; in Danimarca, ci sono stati casi di nidificazione dell'avifauna locale proprio in prossimità degli aerogeneratori.

Per i paesi in via di sviluppo, potrebbe essere vantaggioso utilizzare diffusamente l'energia eolica?
In una "classifica" che vede ai primi posti paesi come la Germania, la Spagna, gli Stati Uniti e la Danimarca, curiosamente, in tempi recenti, l'India si è imposta come uno dei paesi con maggiore produzione di energia eolica a livello mondiale. In questa nazione, la produzione di energia elettrica era scarsa e molto costosa. Grazie all'energia eolica, sempre più indiani hanno la possibilità di disporre di elettricità a buon mercato. Con adeguati programmi di formazione del personale e la creazione di un minimo di infrastrutture, i paesi in via di sviluppo possono migliorare la qualità della vita e creare preziose opportunità di impiego proprio puntando sull'energia eolica.

Che prospettive di creazione d'impiego può offrire l'energia eolica?
Molto buone. La realizzazione delle infrastrutture necessarie per la costruzione, l'esercizio e la manutenzione di un parco eolico influisce fortemente sull'abbattimento della disoccupazione a livello locale, con la creazione di numerosi posti di lavoro, sia diretti che indiretti. Secondo quanto riportato dalla rivista World Watch, l'energia eolica ha prodotto fino a oggi più di 90000 posti di lavoro in tutto il mondo.

Modificano il micro clima?
Assolutmente no. Il clima non può essere modificato dagli aerogeneratori in quanto il vento che è captato dal rotore non riduce i volumi d'aria mossi e quello che con essi viene trasportato.

Come funziona una centrale Idroelettrica?
La centrale idroelettrica trasforma l'energia idraulica di un corso d'acqua, naturale o artificiale, in energia elettrica. In linea generale lo schema funzionale comprende l'opera di sbarramento, una diga o una traversa, che intercetta il corso d'acqua creando un invaso che puo' essere un serbatoio, o un bacino, dove viene tenuto un livello pressoche' costante dell'acqua. Attraverso opere di adduzione, canali e gallerie di derivazione l'acqua viene convogliata in vasche di carico e, mediante condotte forzate, nelle turbine attraverso valvole di immissione (di sicurezza) e organi di regolazione della portata (distributori) secondo la domanda d'energia. L'acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico attraverso il quale viene restituita al fiume. Direttamente collegato alla turbina, secondo una disposizione ad asse verticale o ad asse orizzontale, e' montato l' alternatore, che e' una macchina elettrica rotante in grado di trasformare in energia elettrica l'energia meccanica ricevuta dalla turbina. L'energia elettrica cosi' ottenuta deve essere trasformata per poter essere trasmessa a grande distanza. Pertanto prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione, l'energia elettrica passa attraverso il trasformatore che abbassa l'intensita' della corrente prodotta dall'alternatore, elevandone pero' la tensione a migliaia di Volts. Giunta sul luogo di impiego, prima di essere utilizzata, l'energia passa di nuovo in un trasformatore che questa volta, alza l'intensita' di corrente ed abbassa la tensione cosi' da renderla adatta agli usi domestici.

Qual è la situazione dell'energia idraulica nel mondo?
L'energia idraulica rappresenta approssimativamente un quarto dell'energia totale prodotta nel mondo e negli ultimi anni sta considerevolmente aumentando d'importanza. La produzione di energia idroelettrica e' stata la preminente fino all'inizio degli anni '60 quando, a causa del progressivo esaurirsi delle risorse idrauliche disponibili, si e' stabilizzata intorno al valore di 40-50 miliardi di kWh all'anno, con oscillazioni dovute essenzialmente alle differenti condizioni di idraulicita' dei vari anni. In termini percentuali, la produzione idroelettrica, che nel 1960 rappresentava l'82% della produzione complessiva, si e' ridotta negli anni '80 al 25%, mentre la produzione termoelettrica e' aumentata, nello stesso periodo, dal 14 al 70%. Nel 1999 in Italia erano in esercizio centrali idroelettriche capaci di una potenza pari a 20.759 MW, che hanno prodotto 51.636 milioni di kWh , pari al 19,4% della produzione totale.

Come funziona una centrale fotovoltaica?
Il sistema fotovoltaico e' un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a captare e trasformare l'energia solare disponibile, rendendola utilizzabile sotto forma di energia elettrica. Cio' avviene sfruttando un fenomeno fisico, noto come effetto fotovoltaico (cioe' la capacita' che hanno alcuni materiali semiconduttori opportunamente drogati di generare elettricita' se esposti alla radiazione luminosa). Quando i fotoni (particelle di energia del sole) colpiscono una cella fotovoltaica, una parte di energia e' assorbita dal materiale ed alcuni elettroni, scalzati dalla posizione che occupano nella struttura atomica, scorrono attraverso il materiale semiconduttore opportunamente trattato, producendo una corrente continua che puo' essere raccolta sulle superfici della cella. Piu' celle sono collegate in serie o in parallelo ed impacchettate per formare un modulo, che rappresenta il componete base di ogni impianto fotovoltaico.
Piu' moduli possono essere collegati tra di loro per realizzare impianti di produzione di energia elettrica della potenza desiderata. I sistemi fotovoltaici possono essere suddivisi in due categorie principali: quelli connessi alla rete elettrica (grid-connected) e quelli isolati (stand-alone). Nei primi, la corrente generata viene inviata ad un convertitore (inverter) dal quale ne esce sotto forma di corrente alternata, tale da poter essere poi trasformata in corrente a media tensione dal trasformatore, prima di essere immessa nella linea di distribuzione.Gli impianti isolati possono alimentare carichi sia in corrente continua (senza la presenza di un inverter) che in corrente alternata, ma sono in genere dotati di accumulo. In questi tipo di sistema fotovoltaico e' necessario immagazzinare l'energia elettrica per garantire la continuita' dell'erogazione anche nei momenti in cui non viene prodotta. Cio' avviene mediante accumulatori elettrochimici (batterie).
Il sistema connesso in rete, invece, non e' provvisto di sistemi di accumulo in quanto l'energia prodotta durante le ore di insolazione viene immessa nella rete elettrica; viceversa, durante le ore di insolazione scarsa o nulla il carico locale viene alimentato dalla rete.

Qual è la situazione dell'energia fotovoltaica nel mondo?
Sviluppata alla fine degli anni Cinquanta nell'ambito dei programmi spaziali, la tecnologia fotovoltaica si va oggi diffondendo molto rapidamente anche per applicazioni terrestri.Uno studio della Commissione Europea ha rilevato che in Italia la superficie di tetti disponibili (con orientamento verso Sud, Est o Ovest) e' di 370.000.000 metriquadrati, mentre quella delle facciate e' di quasi 200.000.000 metriquadrati. Se questi spazi fossero coperti da moduli fotovoltaici, sarebbe possibile produrre circa 130 TWh/anno, vale a dire 130 mila milioni di kWh l'anno, pari al consumo annuo di energia elettrica di oltre 30 milioni di famiglie (considerando una media di 4.000 kWh/anno per nucleo familiare). Alla fine del 2000 la potenza totale cumulata installata a livello mondiale ha superato la cifra di 1000 Megawatt (250 MW nel solo 2000), ovvero l'equivalente di una centrale nucleare. A partire dal 1996 il mercato delle celle fotovoltaiche e' cresciuto annualmente in media del 33%.

Come funziona una centrale solare termica?
La tecnologia del solare termico consente di trasformare direttamente l'energia associata alla radiazione solare in energia termica. Essa sfrutta i principi basilari della termodinamica ed in particolar modo la trasmissione del calore da un corpo “caldo” ad uno “freddo”: il corpo caldo è il sole che irraggia energia nello spazio circostante ed il corpo freddo è il fluido che scorre all'interno del pannello; si ha quindi un sistema che funziona senza l'uso di alcun combustibile.
La radiazione solare incidente viene utilizzata per riscaldare un fluido (acqua, aria o soluzioni di vario calore specifico) che può circolare in scambiatori di calore o direttamente in tubazioni e corpi radianti posti nei locali da riscaldare o per far evaporare le sostanze volatili che vengono utilizzate nei cicli di refrigerazione.
I metodi per raccogliere l'energia solare sotto forma di energia termica sono due:
1) con concentrazione, mediante specchi o lenti che riflettono la radiazione verso pannelli o caldaie per l'utilizzo diretto dell'acqua calda o per la produzione di vapore da convogliare ad una turbina;
2) senza concentrazione, mediante pannelli applicati o integrati nelle chiusure degli edifici (pareti, tetti, parapetti ecc.).
In entrambi i casi le superfici possono essere orientabili o no.
Per le applicazioni su piccola scala (quelle residenziali), per economicità e semplicità di gestione, si raccoglie l'energia solare direttamente su pannelli fissi, opportunamente orientati; inoltre in queste applicazioni si tende ad usare come fluido termovettore l'acqua.

Quale il Rendimento?
Di tutta l'energia solare che investe un pannello solare sotto forma di radiazione luminosa e termica, solo una parte viene convertita in energia termica (energia utile), la restante parte viene dispersa sotto forma di calore trasmesso dal pannello all'ambiente circostante (per questo motivo è necessario porre una adeguato isolamento termico al di sotto del pannello).
Il rendimento dei pannelli solari è aumentato di un buon 30 % nell'ultimo decennio, rendendo varie applicazioni nell'edilizia, nel terziario e nell'agricoltura commercialmente competitive.
ùcomune è il collettore solare termico utilizzato per scaldare acqua sanitaria. Un metro quadrato di collettore solare può scaldare a 45÷60 °C tra i 40 ed i 300 litri d'acqua in un giorno a secondo dell'efficienza che varia con le condizioni climatiche e con la  tipologia di collettore tra il 30 % e 80%.

Come funziona una centrale Geotermica?
Le centrali geotermiche sfruttano il calore delle profondita' terrestri. La temperatura interna del nostro pianeta aumenta a mano a mano che si scende in profondita'. Questo aumento della temperatura e' detto gradiente geotermico ed e' di circa 3 gradi per ogni cento metri di profondita'.
Attraverso le fratture degli strati rocciosi le acque e i vapori riscaldatisi in profondita' salgono verso la superficie e vengono intercettati e raccolti dai pozzi geotermici.
Se il vapore e' presente ad alta temperatura (150-250°C), viene portato in superficie per mezzo di trivellazioni piu' o meno profonde, poi viene convogliato in tubazioni, chiamate vaporodotti, ed infine inviato alla turbina, dove la sua energia viene trasformata in energia meccanica di rotazione. L'asse della turbina e' collegato al rotore dell'alternatore che, ruotando, trasforma l'energia meccanica ricevuta in energia elettrica alternata che viene trasmessa al trasformatore.
Il trasformatore innalza il valore della tensione (400.000 Volt) e la immette nella rete di distribuzione.
Il vapore uscente dalla turbina viene riportato alla stato liquido in un condensatore, mentre i gas incondensabili, contenuti nel vapore, vengono dispersi nell'atmosfera.
Una torre di raffreddamento consente di raffreddare l'acqua prodotta dalla condensazione del vapore e di fornire acqua fredda al condensatore.
L'acqua condensata viene smaltita reiniettandola nelle rocce profonde da cui il vapore e' stato estratto.
Quando la temperatura del vapore e' bassa ed il suo utilizzo in turbina difficile, il calore dello stesso viene utilizzato per portare all'evaporazione, in un apposito scambiatore di calore, un altro liquido che a sua volta trasformato in vapore verra' convogliato nella turbina innescando il procedimento sopra descritto. Questo stesso procedimento e' utilizzabile anche per lo sfruttamento di acqua calda, la cui energia termica puo' venire trasmessa ad un fluido secondario ed utilizzato sia per riscaldamento che per produzione di energia elettrica.
La caldaia che produce vapore o acqua calda e' il serbatoio naturale geotermico, situato al di sotto della crosta terrestre.

Qual è la situazione dell'energia geotermica nel mondo?
L'Italia e' stato il primo paese al mondo a sfruttare l'energia geotermica, con il primo impianto di generazione realizzato nel 1913 a Larderello. Attualmente sono attive centrali geotermiche a Larderello, Travale e Monte Amiata (in Toscana) e forniscono circa l'1,5% della produzione totale dell'energia elettrica nazionale. Agli inizi del 2000 risultavano installati nel mondo impianti geotermici per una potenza totale di circa 8000 MW, con una produzione di energia elettrica di circa 50 TWh. I Paesi guida sono: Usa, Nuova Zelanda, Italia, Islanda, Messico, Filippine, Indonesia e Giappone. Nel medio e lungo termine si prevede uno sviluppo della tecnica basata sull'utilizzo di rocce calde secche (hot dry rock) situate in profondita'. Gli esperti di molti Paesi, tra cui Usa, Giappone, Inghilterra, Francia, Germania, Belgio e Italia, stanno studiando la possibilita' di perforare pozzi in zone dove non ci sono serbatoi naturali, e di iniettarvi acqua per farla scaldare dal calore della Terra, farla risalire da altri pozzi e infine utilizzarla come fluido energetico.