Energie rinnovabili quali sono

Le energie rinnovabili sono una risposta sostenibile e promettente alle sfide globali dell’energia e dei cambiamenti climatici. Queste fonti di energia pulita, sole, acqua, vento e fuoco (magma), sono caratterizzate dalla capacità di rigenerarsi rapidamente o di essere infinite nel tempo, a differenza delle risorse fossili non rinnovabili come il petrolio e il carbone, oltre all’essere altamente inquinanti.

Le fonti rinnovabili rappresentano la sola possibilità di utilizzare energia pulita oltre che rinnovabile,  quindi le fonti rinnovabili possono essere, obiettivamente, un buon inizio, sia per la salvaguardia dell’ambiente, che per la salute dell’uomo e vengono utilizzate per la produzione di elettricità.

Le fonti rinnovabili già, nel passato, venivano utilizzate, la forza del vento e dell’acqua, per far girare i mulini e produrre farina per il pane, le dighe, impiegate già ai tempi dei romani, con gli acquedotti, per portare l’acqua nei centri abitati, le caverne riscaldate da energia geotermica, utilizzate per superare gli inverni più freddi, il sole per seccare i cibi e quindi riuscire a farne scorta, semplicemente la tecnologia è stata inventata dopo, per utilizzare le fonti rinnovabili, per produrre corrente elettrica.

Ognuna di queste fonti rinnovabili in futuro, saranno per il genere umano, un’ enorme fortuna perché non inquinano l’ambiente e possono quindi garantirci un futuro migliore. Questa frase è stata talmente usata, che ha finito per perdere il suo grande valore, oppure più semplicemente, abbiamo ancora poco chiari i benefici, che potremmo trarne in futuro, dalle azioni di oggi.

Sono in molti a pensare che l’unico vantaggio delle rinnovabili sia quello ambientale, senza tenere conto di quello economico e dei benefici sociali.

Un concreto sviluppo della tecnologia per l’utilizzo di fonti rinnovabili, impedirebbe la dipendenza da paesi produttori di petrolio e una netta diminuzione dei costi per il trasporto dell’energia. Inoltre, un buon sviluppo del nostro paese, in tal senso, vorrebbe dire, molti posti di lavoro.

1. Energia solare: L’energia solare è ottenuta utilizzando la luce del sole per generare elettricità o calore. È la fonte energetica rinnovabile più abbondante sulla Terra e può essere sfruttata attraverso pannelli solari fotovoltaici o pannelli solari termici.

2. Energia eolica: L’energia eolica viene generata utilizzando la forza del vento per far girare le pale di una turbina eolica. Questa rotazione viene quindi convertita in elettricità attraverso un generatore. L’energia eolica è una delle fonti energetiche rinnovabili più mature e ampiamente utilizzate.

3. Energia idroelettrica: L’energia idroelettrica sfrutta il flusso dell’acqua, come fiumi o cascate, per generare elettricità. L’acqua viene convogliata attraverso turbine collegate a generatori per produrre energia elettrica. Grandi impianti idroelettrici possono fornire una notevole quantità di energia, ma anche piccole turbine possono essere utilizzate in corsi d’acqua minori.

4. Biomassa: L’energia dalla biomassa proviene dalla combustione di materiali organici, come legno, scarti agricoli, residui forestali e rifiuti organici, per generare calore o elettricità. Questo processo può essere realizzato tramite bruciatori, caldaie o centrali elettriche a biomassa.

5. Energia geotermica: L’energia geotermica è prodotta sfruttando il calore proveniente dall’interno della Terra. L’energia termica o il vapore geotermico possono essere utilizzati per generare elettricità o per il riscaldamento direttamente in edifici. Questa forma di energia è più facilmente accessibile in determinate regioni geografiche.

6. Energia delle maree: L’energia delle maree sfrutta le differenze di livello dell’acqua generate dalle maree per produrre energia elettrica. Questa tecnologia richiede specifiche condizioni geografiche e non è ampiamente diffusa, ma può offrire un contributo significativo in alcune aree costiere.

7. Energia delle onde: L’energia delle onde viene catturata utilizzando dispositivi che convertono il movimento ondulatorio del mare in energia elettrica. È una fonte ancora in fase di sviluppo e presenta alcune sfide tecniche, ma potrebbe contribuire alla produzione energetica in aree con onde consistenti.

8. Energia solare termodinamica: Questa tecnologia sfrutta la luce solare per generare calore, che viene quindi utilizzato per generare elettricità attraverso cicli termodinamici. Si basa sull’utilizzo di specchi o lenti per concentrare la luce solare su un fluido termovettore.

9. Energia dell’idrogeno: L’energia dell’idrogeno può essere ottenuta attraverso l’elettrolisi dell’acqua, separando l’idrogeno dall’ossigeno utilizzando l’elettricità. L’idrogeno può essere utilizzato come combustibile per veicoli a celle a combustibile o per la generazione di elettricità in celle a combustibile.

È importante notare che la disponibilità e l’efficienza di queste fonti energetiche possono variare a seconda della posizione geografica, del clima e delle risorse locali.

Perché allora le fonti rinnovabili rappresentano (a oggi) un sistema secondario con il quale produrre energia? Nonostante i grandi risultati, e i dati elencati sopra, che sono soltanto dei “piccoli” esempi, restano delle problematiche, una su tutte quello dell’accumulo e del trasporto.

La buona notizia è che la tecnologia oggi ci mette a disposizione degli strumenti straordinari con i quali vinceremo, in tempi neanche così lontani, la sfida allo sviluppo sostenibile.

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Energia solare

L’energia solare è una delle fonti rinnovabili più diffuse ed efficienti nel nostro Paese, grazie al tipo di clima e di posizione geografica, che consente di produrre elettricità a partire dai raggi solari; attraverso l’impianto fotovoltaico, che sfrutta l’irradiazione solare per fornire corrente elettrica, che viene immessa nella rete di distribuzione e dalla rete arriva nelle abitazioni. 

Ci sono diversi tipi di impianti solari utilizzati per sfruttare l’energia solare. Tutti i tipi di impianti permettono di  risparmiare elettricità, grazie all’energia solare.

Di seguito sono elencati i principali tipi di impianti solari:

1. Impianti fotovoltaici a terra: Questi impianti utilizzano pannelli solari fotovoltaici per convertire la luce solare direttamente in elettricità. I pannelli solari sono montati su supporti fissati al suolo, disposti in modo da massimizzare l’esposizione alla luce solare. L’elettricità prodotta può essere utilizzata localmente o immessa nella rete elettrica.

2. Impianti fotovoltaici su tetti: Questi impianti solari sono installati sui tetti degli edifici. I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare in elettricità che può essere utilizzata per alimentare gli edifici o immessa nella rete elettrica. Gli impianti fotovoltaici su tetti possono essere installati su case, edifici commerciali o industriali.

3. Impianti solari fluttuanti: Questi impianti solari sono situati su specchi d’acqua come laghi, bacini o serbatoi. I pannelli solari fluttuanti sono ancorati all’acqua e possono essere orientati per seguire il movimento del sole. Questa configurazione sfrutta la superficie dell’acqua per l’installazione dei pannelli solari, consentendo un utilizzo efficace dello spazio e riducendo l’evaporazione dell’acqua sottostante.

4. Impianti solari ibridi: Questi impianti combinano diverse tecnologie di produzione di energia rinnovabile. Ad esempio, un impianto solare fotovoltaico può essere integrato con un sistema di accumulo di energia come le batterie, o può essere collegato a un generatore eolico per sfruttare entrambe le fonti energetiche. Gli impianti solari ibridi cercano di ottimizzare la produzione di energia in base alle condizioni ambientali.

È importante notare che la scelta del tipo di impianto solare dipende dalle caratteristiche del sito, dalle condizioni ambientali, dalle esigenze energetiche e dai requisiti locali. Ogni tipo di impianto solare ha vantaggi e considerazioni specifiche che devono essere prese in considerazione nella fase di progettazione e implementazione.

Gli impianti solari per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) sfruttano l’energia solare per riscaldare l’acqua utilizzata per scopi domestici, come docce, lavandini e lavanderia. Questi impianti solari sono noti anche come sistemi solari termici per ACS.

I componenti principali di un impianto solare per ACS includono:

1. Collettori solari: I collettori solari catturano l’energia solare e la trasferiscono all’acqua. I collettori solari termici per ACS sono generalmente costituiti da pannelli piatti o tubi sottovuoto. I pannelli piatti contengono un fluido termovettore, solitamente acqua o una soluzione di glicole, che assorbe il calore dal sole e lo trasferisce all’acqua. I tubi sottovuoto contengono tubi di vetro all’interno dei quali scorre l’acqua, che viene riscaldata dall’energia solare.

2. Serbatoio di accumulo: Il serbatoio di accumulo è un contenitore isolato termicamente in cui l’acqua calda prodotta dai collettori solari viene immagazzinata per l’uso successivo. Il serbatoio di accumulo mantiene l’acqua calda a una temperatura desiderata, pronta per essere utilizzata quando necessario.

3. Sistema di controllo: Il sistema di controllo regola il funzionamento dell’impianto solare, monitorando la temperatura dell’acqua nei collettori e nel serbatoio di accumulo. Può attivare o disattivare la pompa di circolazione dell’acqua o il sistema di backup (solitamente una caldaia olettrica o a gas) in base alle condizioni solari e alla richiesta di acqua calda.

Gli impianti solari per ACS sono una soluzione sostenibile per ridurre l’uso di combustibili fossili per il riscaldamento dell’acqua. Possono essere installati in abitazioni, condomini, strutture commerciali e alberghi. Tuttavia, l’efficienza di tali impianti dipende dalla disponibilità di luce solare e dalle condizioni climatiche locali. Inoltre, possono essere integrati con un sistema di backup per garantire l’approvvigionamento di acqua calda in caso di insufficiente irradiazione solare.

Il sistema si può installare anche sui tetti di case indipendenti o condomini, permettendo un discreto risparmio nella bolletta dell’energia elettrica, senza produrre corrente elettrica direttamente.

Energia solare termodinamica

L’energia solare termodinamica, nota anche come energia solare concentrata, è una forma di energia rinnovabile che sfrutta l’energia termica del sole per generare elettricità attraverso cicli termodinamici. A differenza dei pannelli solari fotovoltaici che convertono direttamente la luce solare in elettricità, l’energia solare termodinamica utilizza specchi o lenti per concentrare la luce solare su un fluido termovettore, solitamente un fluido termico o un fluido di lavoro.

Ci sono diversi tipi di tecnologie per l’energia solare termodinamica, tra cui:

1. Torre solare: Questa tecnologia utilizza un campo di specchi chiamati eliostati per riflettere e concentrare la luce solare su una torre centrale. Nella torre, il fluido termovettore viene riscaldato dalla luce concentrata, generando vapore ad alta pressione. Il vapore alimenta quindi una turbina collegata a un generatore per produrre elettricità.

2. Parabola lineare: Questa tecnologia utilizza specchi parabolici lunghi e curvi per concentrare la luce solare su un tubo di assorbitore posizionato lungo la linea focale del paraboloide. All’interno del tubo, un fluido termovettore viene riscaldato dalla luce concentrata e quindi trasferito a uno scambiatore di calore per generare vapore ad alta pressione. Come nel caso della torre solare, il vapore alimenta una turbina collegata a un generatore per produrre elettricità.

3. Disco parabolico: Questa tecnologia utilizza un grande specchio a forma di paraboloide che segue il movimento del sole durante il giorno per concentrare la luce solare su un punto focale. In questo punto, un ricevitore assorbe la luce concentrata e riscalda un fluido termovettore, che viene quindi utilizzato per generare vapore ad alta pressione e produrre elettricità tramite una turbina e un generatore.

L’energia solare termodinamica offre diversi vantaggi, come la capacità di immagazzinare calore per una produzione continua di energia anche quando il sole non è disponibile, e la possibilità di fornire energia anche in grandi impianti di dimensioni maggiori. Tuttavia, richiede una buona esposizione al sole e la presenza di un’ampia area per l’installazione degli specchi o delle lenti. Inoltre, la tecnologia solare termodinamica è ancora in fase di sviluppo e le sue dimensioni e costi possono essere elevati rispetto ad altre tecnologie solari.

Nonostante le sfide, l’energia solare termodinamica ha il potenziale per contribuire alla produzione di energia pulita e sostenibile, integrandosi con altre fonti rinnovabili per fornire una maggiore stabilità e affidabilità nel sistema energetico.

Energia eolica

L’energia eolica si genera a partire dal vento, è una forma di energia rinnovabile ottenuta dalla forza del vento. Questa energia viene catturata e convertita in energia elettrica utilizzando turbine eoliche.

Ecco come funziona il processo di generazione di energia eolica:

1. Turbine eoliche: Le turbine eoliche sono grandi strutture costituite da pale e un generatore. Quando il vento soffia sulle pale, queste iniziano a girare. Il movimento rotatorio delle pale attiva un generatore all’interno della turbina, che trasforma l’energia cinetica del vento in energia elettrica.

2. Conversione e distribuzione: L’energia elettrica generata dalle turbine eoliche viene convertita in una forma utilizzabile e poi distribuita nella rete elettrica. Solitamente, un trasformatore all’interno della turbina eolica aumenta la tensione dell’elettricità prodotta per facilitarne il trasporto tramite linee elettriche ad alta tensione.

3. Integrazione nella rete: L’energia elettrica prodotta dalle turbine eoliche viene immessa nella rete elettrica, dove può essere utilizzata direttamente per alimentare le utenze o immagazzinata per utilizzi futuri. L’energia eolica può contribuire alla fornitura di elettricità a comunità, aziende e impianti industriali.

Ci sono diversi tipi di turbine eoliche, tra cui:

1. Turbine eoliche a asse orizzontale: Questo è il tipo più comune di turbine eoliche, in cui le pale sono montate su un asse orizzontale che ruota parallelamente al terreno. Le turbine eoliche a asse orizzontale possono avere un’orientazione fissa o un sistema di orientamento automatico per seguire la direzione del vento.

2. Turbine eoliche a asse verticale: Queste turbine hanno l’asse di rotazione delle pale disposto verticalmente. Le turbine eoliche a asse verticale possono essere più compatte e adatte per installazioni urbane o su piccola scala. Tuttavia, sono meno comuni rispetto alle turbine a asse orizzontale.

L’energia eolica presenta diversi vantaggi, tra cui:

• Rinnovabilità: Il vento è una risorsa naturale abbondante e rinnovabile, quindi l’energia eolica non si esaurisce.
• Riduzione delle emissioni: L’energia eolica è una fonte di energia pulita che non produce emissioni di gas a effetto serra o inquinanti atmosferici.
• Indipendenza energetica: L’energia eolica riduce la dipendenza da combustibili fossili importati, favorendo l’indipendenza energetica e la sicurezza degli approvvigionamenti.

Tuttavia, ci sono anche sfide associate all’energia eolica, come l’efficienza delle turbine, l’impatto visivo e acustico delle pale, l’adeguata gestione delle risorse eoliche e l’integrazione stabile nell’infrastruttura elettrica. Nonostante ciò, l’energia eolica è ampiamente utilizzata in tutto il mondo ed è considerata una componente importante della transizione verso un sistema energetico più sostenibile.

Ci sono impianti eolici con pale domestiche che permettono di risparmiare, che possono essere installate, in combinazione, con un impianto fotovoltaico, raggiungendo cosi la quantità di energia elettrica necessaria.

Energia geotermica

L’energia geotermica è una forma di energia rinnovabile che sfrutta il calore proveniente dall’interno della Terra per generare elettricità o fornire riscaldamento. Questa fonte energetica sfrutta il calore geotermico presente nelle rocce e nell’acqua sotterranea.

Ecco come funziona il processo di generazione di energia geotermica:

1. Sfruttamento del calore geotermico: L’energia geotermica può essere sfruttata attraverso diversi metodi. Uno dei principali metodi è l’utilizzo di acqua calda o vapore geotermico. Questa risorsa termica può essere trovata in falde acquifere sotterranee o serbatoi di acqua calda, che possono essere raggiunti attraverso pozzi geotermici. L’acqua calda o il vapore vengono quindi estratti in superficie.

2. Conversione in energia elettrica o termica: Una volta estratto, il calore geotermico viene utilizzato per produrre energia. Questo può avvenire attraverso due processi principali:

   • Ciclo Rankine: Se il calore estratto è sotto forma di vapore ad alta temperatura e pressione, può essere utilizzato per azionare una turbina a vapore collegata a un generatore elettrico. La turbina converte l’energia cinetica del vapore in energia meccanica, che viene quindi trasformata in energia elettrica dal generatore.

   • Ciclo di Kalina: Se il calore estratto è a temperature più basse, può essere utilizzato in un ciclo di Kalina. In questo processo, un fluido organico a basso punto di ebollizione viene utilizzato per generare vapore in un ciclo di evaporazione-condensazione. Il vapore ad alta pressione prodotto muove una turbina collegata a un generatore per generare energia elettrica.

3. Utilizzo diretto del calore: L’energia geotermica può anche essere utilizzata direttamente per scopi termici, come il riscaldamento di edifici, il riscaldamento di serre agricole o l’approvvigionamento di acqua calda per uso domestico o industriale. In questo caso, il calore geotermico viene distribuito attraverso un sistema di tubazioni sotterranee che portano il calore all’utilizzatore finale.

L’energia geotermica offre diversi vantaggi:

• Rinnovabilità: L’energia geotermica deriva dal calore naturale della Terra e non si esaurisce.
• Bassa emissione di gas serra: L’energia geotermica è una fonte energetica pulita che produce basse emissioni di gas a effetto serra rispetto ai combustibili fossili.
• Disponibilità costante: A differenza di altre fonti rinnovabili come il sole o il vento, l’energia geotermica è disponibile ininterrottamente e non è influenzata dalle condizioni atmosferiche.

Tuttavia, l’energia geotermica ha alcune limitazioni. È accessibile solo in determinate regioni geografiche con risorse geotermiche significative. Inoltre, l’accesso al calore geotermico richiede investimenti iniziali e può essere costoso da sviluppare. L’impatto ambientale può anche essere una considerazione, come la gestione delle acque geotermiche o la potenziale sismicità in alcune zone.

Nonostante le sfide, l’energia geotermica viene utilizzata con successo in molte parti del mondo come fonte di energia pulita e rinnovabile, fornendo elettricità e riscaldamento sostenibili.

Grazie al processo dell’energia geotermica è possibile produrre acqua calda sanitaria, riscaldare gli ambienti e anche rinfrescarli durante le stagioni calde.

Energia delle maree

L’energia delle maree è una forma di energia rinnovabile che sfrutta le maree oceaniche per generare elettricità. Le maree sono causate dall’attrazione gravitazionale della Luna e del Sole sulla Terra, che provoca l’innalzamento e l’abbassamento periodico del livello dell’acqua nei mari e negli oceani.

Il processo di generazione dell’energia delle maree coinvolge l’installazione di dighe o barriere che catturano l’acqua in un’area ristretta durante l’alta marea. Durante l’abbassamento della marea, l’acqua intrappolata viene rilasciata attraverso turbine, simili a quelle utilizzate nelle centrali idroelettriche, che convertono il flusso d’acqua in energia meccanica. Questa energia meccanica viene quindi trasformata in energia elettrica utilizzando generatori.

Ci sono due tipi principali di tecnologie per l’energia delle maree:

1. Tidal Range (o maree ad alto e basso livello): Questa tecnologia sfrutta la differenza di altezza tra le maree ad alta e bassa marea. Le dighe vengono costruite per intrappolare l’acqua durante l’alta marea, e quando la marea scende, l’acqua viene rilasciata attraverso le turbine per generare elettricità. Questo sistema richiede una variazione significativa delle maree e un’ampia area con un grande bacino mareale.

2. Tidal Stream (o correnti di marea): Questa tecnologia sfrutta la velocità delle correnti di marea per generare energia. Gli impianti di energia mareomotrice a flusso utilizzano turbine simili a pale di vento o eliche che vengono collocate su fondali marini o ancorate a strutture fisse. Le correnti marine in movimento fanno girare le turbine, generando energia elettrica. Questo tipo di tecnologia è adatto per zone costiere con correnti di marea forti e costanti.

L’energia delle maree è una fonte energetica pulita e rinnovabile, e le maree sono prevedibili, rendendo possibile la pianificazione della produzione di energia. Tuttavia, ci sono alcune sfide associate a questa tecnologia, come l’impatto ambientale sulla fauna marina e la necessità di costruire infrastrutture costose in aree marine complesse. Nonostante ciò, l’energia delle maree ha il potenziale per fornire un contributo significativo al mix energetico rinnovabile in alcune regioni costiere del mondo.

Energia delle onde

L’energia delle onde è un’altra forma di energia rinnovabile che sfrutta il movimento ondulatorio dell’acqua per generare elettricità. Le onde oceaniche sono generate dai venti che soffiano sulla superficie dell’acqua, e questa energia cinetica può essere catturata e convertita in energia utile.

Esistono diverse tecnologie per l’estrazione dell’energia dalle onde, tra cui:

1. Dispositivi a punto fisso: Questi dispositivi sono ancorati sul fondale marino o su strutture fisse come moli o pontili. Quando le onde passano sopra di essi, generano un movimento di su e giù o di va e vieni, che viene trasformato in energia meccanica utilizzando sistemi di conversione come cilindri oscillanti o colonne d’acqua oscilanti. Questa energia meccanica viene quindi convertita in energia elettrica utilizzando generatori.

2. Dispositivi galleggianti: Questi dispositivi sono posizionati in mare aperto e si muovono con l’azione delle onde. Sfruttano il movimento ondulatorio per far oscillare strutture galleggianti o alberi verticali, che a loro volta attivano generatori per produrre energia elettrica. Questi dispositivi possono essere di diversi tipi, come boe galleggianti, serpenti d’onda o piattaforme oscillanti.

3. Dispositivi a compressione dell’aria: Questi dispositivi utilizzano l’energia delle onde per comprimere l’aria all’interno di camere o serbatoi. Quando l’aria viene rilasciata, passa attraverso una turbina collegata a un generatore, producendo energia elettrica. Questa tecnologia è conosciuta come “compressione dell’aria oscillante” ed è una variante dell’energia delle onde.

L’energia delle onde presenta alcune sfide tecniche e logistiche. Le onde oceaniche possono essere imprevedibili e variabili, e le condizioni marine severe possono mettere a dura prova le infrastrutture. Inoltre, l’installazione e la manutenzione di dispositivi in mare aperto possono essere costose. Tuttavia, questa tecnologia ha il potenziale per fornire una fonte di energia pulita ed efficiente, specialmente in aree costiere con onde consistenti.

Alcuni progetti pilota e impianti di piccola scala per l’energia delle onde sono stati sviluppati in diverse parti del mondo, ma l’adozione su larga scala rimane ancora limitata. La ricerca e lo sviluppo in questo settore sono in corso per migliorare l’efficienza e la resilienza dei dispositivi e per rendere l’energia delle onde una fonte energetica più competitiva e affidabile.

Energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è una forma di energia rinnovabile ottenuta utilizzando la forza dell’acqua in movimento, come fiumi, cascate o maree, per generare elettricità. Questa fonte energetica sfrutta l’energia cinetica e potenziale dell’acqua in movimento per azionare turbine collegate a generatori.

Ecco come funziona il processo di generazione di energia idroelettrica:

1. Dighe e serbatoi: Per generare energia idroelettrica, viene costruita una diga o una barriera che blocca il flusso d’acqua di un fiume o una cascata, creando un serbatoio o una riserva d’acqua. La diga controlla il flusso d’acqua e regola la quantità di acqua che viene rilasciata per il processo di generazione di energia.

2. Turbine e generatori: Quando viene rilasciata l’acqua accumulata nella diga, fluisce attraverso tubazioni e raggiunge le turbine idrauliche. Le turbine sono ruote dotate di pale che vengono colpite dalla forza dell’acqua in movimento, facendole girare. La rotazione delle turbine attiva un generatore collegato, che trasforma l’energia cinetica dell’acqua in energia elettrica.

3. Trasmissione dell’energia: L’energia elettrica generata dai generatori viene trasformata ad alta tensione tramite trasformatori e quindi inviata attraverso linee di trasmissione elettriche. Questa energia può essere utilizzata per alimentare comunità, aziende e impianti industriali.

Esistono diverse tipologie di impianti idroelettrici, tra cui:

1. Impianti idroelettrici a flusso regolato: Questi impianti consentono di regolare il flusso dell’acqua mediante le dighe o le barriere, consentendo di controllare la produzione di energia in base alle necessità di domanda e alle variazioni stagionali.

2. Impianti idroelettrici a pompaggio: Questi impianti sono progettati per immagazzinare l’energia idroelettrica in eccesso durante i periodi di bassa domanda di elettricità. L’acqua viene pompata in un serbatoio superiore quando l’energia è abbondante e disponibile a basso costo, e poi rilasciata verso il basso attraverso le turbine quando l’energia è richiesta e i prezzi dell’elettricità sono più elevati.

L’energia idroelettrica offre diversi vantaggi:

• Rinnovabilità: L’acqua è una risorsa naturale rinnovabile e abbondante, e l’energia idroelettrica può essere prodotta in modo continuo senza esaurire la fonte.
• Bassa emissione di gas serra: L’energia idroelettrica non produce emissioni significative di gas a effetto serra durante il processo di generazione, contribuendo alla riduzione dell’inquinamento atmosferico.
• Stoccaggio di energia: Gli impianti idroelettrici a pompaggio offrono la capacità di stoccare energia, consentendo una maggiore flessibilità nella gestione delle fluttuazioni di domanda e offerta di elettricità.

Tuttavia, ci sono anche alcune considerazioni associate all’energia idroelettrica. La costruzione di grandi dighe può avere impatti ambientali, come l’inondazione di aree terrestri e la modifica degli ecosistemi fluviali. È importante valutare attentamente l’impatto ambientale e sociale delle dighe durante la pianificazione e l’implementazione degli impianti idroelettrici.

Nonostante le sfide, l’energia idroelettrica è una delle fonti rinnovabili più utilizzate a livello mondiale, fornendo una fonte di energia pulita e affidabile per molti paesi.

Lo studio dei moti dell’ acqua, ha dato quindi la possibilità di dare vita a un’importantissima fonte di energia rinnovabile: l’energia idroelettrica infatti viene ottenuta sfruttando l’energia cinetica e potenziale dell’acqua. L’energia idroelettrica permette di sfruttare il corso d’acqua dei fiumi per trasformare il movimento dell’acqua in elettricità. In Italia, per esempio, circa un quinto di tutta l’elettricità prodotta, proviene dalle centrali idroelettriche.

Energia dell’idrogeno:

L’energia dell’idrogeno, nota anche come idrogeno verde, è una forma di energia rinnovabile che sfrutta l’idrogeno come vettore energetico. L’idrogeno è un elemento chimico abbondante che può essere prodotto da fonti rinnovabili come l’energia solare, l’energia eolica o l’energia idroelettrica.

La produzione di energia dell’idrogeno coinvolge l’elettrolisi dell’acqua, un processo che separa l’idrogeno (H2) dall’ossigeno (O2) utilizzando l’elettricità. L’acqua viene sottoposta a un’elettrolisi, generalmente in celle elettrolitiche, in cui viene applicata una corrente elettrica. Questa corrente divide le molecole d’acqua, producendo idrogeno gassoso all’anodo e ossigeno gassoso al catodo. L’idrogeno così prodotto può essere utilizzato come vettore energetico in diverse applicazioni.

Ci sono diverse modalità di utilizzo dell’energia dell’idrogeno:

1. Celle a combustibile: Le celle a combustibile convertono l’idrogeno e l’ossigeno in elettricità attraverso una reazione chimica, producendo acqua come unico sottoprodotto. Questa elettricità può alimentare veicoli elettrici a celle a combustibile, fornire energia per applicazioni stazionarie come generatori elettrici o alimentare dispositivi portatili.

2. Combustione diretta: L’idrogeno può essere bruciato direttamente in motori a combustione interna per generare energia meccanica, simile al processo di combustione di carburanti convenzionali. L’unico sottoprodotto della combustione dell’idrogeno è l’acqua, rendendolo una fonte energetica pulita.

3. Stoccaggio energetico: L’idrogeno può essere utilizzato come un mezzo per immagazzinare energia in forma chimica. Durante i periodi di sovrapproduzione di energia rinnovabile, l’idrogeno può essere prodotto e immagazzinato. Successivamente, l’idrogeno può essere convertito nuovamente in elettricità o utilizzato per generare calore quando richiesto.

L’energia dell’idrogeno offre diversi vantaggi, tra cui la possibilità di immagazzinare e trasportare energia su larga scala, la sua versatilità come vettore energetico e la sua compatibilità con diverse applicazioni. Tuttavia, ci sono anche sfide da affrontare, come l’efficienza dei processi di produzione di idrogeno, il costo degli impianti di produzione e distribuzione e la creazione di una rete di infrastrutture per la distribuzione di idrogeno.

Nonostante le sfide, l’energia dell’idrogeno sta guadagnando attenzione come una soluzione promettente per la decarbonizzazione dei settori dell’energia, dei trasporti e dell’industria, offrendo un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili e contribuendo alla transizione verso un sistema energetico più pulito ed efficiente.

Energia da biomassa

L’ultima fonte da citare è l’energia ricavata da biomassa che non è inesauribile perché non si affida a risorse naturali, ma a scarti prodotti dall’uomo.
Infatti, le biomasse sono prodotte a partire da materiali di origine organico-vegetale quali piante, alghe marine, rifiuti organici vegetali, legno, rami e legname da ardere, scarti di lavorazione dell’industria agroalimentare o del legno, scarti e reflui dell’allevamento del bestiame e residui delle attività agricole o forestali. Per incrementare il ricorso a questa fonte di energia rinnovabile, negli ultimi anni è stata intrapresa ed implementata, la coltivazione di specie vegetali, destinate esclusivamente alla combustione. Le biomasse sono bruciate all’interno di una camera di combustione, il calore così ottenuto sarà poi utilizzato per la produzione di energia elettrica o come fonte di riscaldamento. Il calore sprigionato permette l’evaporazione dell’acqua del circuito termodinamico, dove diventa vapore e viene incanalata nelle tubature. Il vapore fa funzionare le turbine che, a loro volta, producono elettricità o calore da utilizzare negli impianti domestici o industriali. Va da sé che le biomasse sono fonti rinnovabili. Il tempo di sfruttamento delle biomasse, è pressoché analogo a quello di rigenerazione, la loro combustione re-immette in atmosfera l’anidride carbonica che era stata precedentemente assorbita dalle biomasse stesse.

L’energia geotermica con l’energia eolica, solare e idroelettrica, sono alla base della cosiddetta “green economy”, l’economia che utilizza le fonti di energia rinnovabili per contenere l’impatto ambientale dei processi industriali e domestici.

Il basso impatto ambientale delle fonti rinnovabili è il loro principale vantaggio: esse possono recuperare l’energia richiesta per le attività quotidiane senza compromettere il futuro dell’ambiente. Le economie di tutto il mondo stanno crescendo, ma per permettere alle future generazioni di vivere una vita decente in un pianeta ospitale, non è possibile ricorrere solo alle fonti fossili. Vi consiglio di leggere gli articoli della nostra Michela Poles, che ha trattato l’argomento ambiente, sotto diversi punti di vista, cosi da poter approfondire al meglio. Le energie rinnovabili offrono una soluzione sostenibile per le sfide energetiche e ambientali del nostro tempo. L’adozione di queste fonti pulite è fondamentale per ridurre le emissioni di gas a effetto serra, mitigare i cambiamenti climatici e promuovere uno sviluppo sostenibile. Investire nelle energie rinnovabili non solo crea nuovi posti di lavoro sostenibili, ma può anche garantire una maggiore indipendenza energetica e promuovere l’innovazione tecnologica. Molti paesi stanno già facendo progressi significativi nel settore delle energie rinnovabili, ma è importante continuare a investire in ricerca e sviluppo per migliorare l’efficienza e l’affidabilità delle tecnologie rinnovabili e per rendere queste fonti accessibili a tutti.