Vediamo insieme quali sono le energie alternative
Cosa sono le energie rinnovabili? Sono quelle risorse energetiche che si rigenerano in tempi piuttosto brevi, se non alla stessa velocità con cui si utilizza. Si tratta di un’alternativa alle fonti fossili, che in molti casi non rilasciano nell’atmosfera inquinanti o climalteranti e dunque sono anche energie pulite.
Energia dal sole
Il sole costituisce la fonte energetica più importante e accessibile per l’uomo. Ogni anno il sole irradia sulla terra 19.000 miliardi di TEP (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) mentre la domanda annua di energia è di circa 10 miliardi di TEP, ed in Italia la domanda annua è di circa 190 milioni di TEP.
Non tutta l’energia irradiata dal Sole raggiunge però la superficie della Terra: una parte, infatti, viene riflessa nello spazio, un’altra parte viene dispersa e diffusa in tutte le direzioni dalle molecole d’aria e dalle particelle di polvere dell’atmosfera, una parte ancora viene assorbita dal vapore acqueo, dall’anidride carbonica e dall’ozono nell’atmosfera.
La radiazione solare che giunge sulla Terra ha comunque un alto contenuto energetico, che può essere sfruttato sia per la produzione di acqua calda, attraverso gli impianti solari termici, oppure per produrre energia elettrica, attraverso i pannelli solari fotovoltaici : per energia solare si intende dunque l’energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l’energia irraggiata dal Sole. Possiamo quantificare questa energia [potenza] in circa 1 Kilowatt al metro quadro.
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Energia solare termica
Un impianto solare termico utilizza l’energia contenuta nella radiazione solare per riscaldare l’acqua, che può essere utilizzata direttamente per usi domestici, oppure ad integrazione di un impianto termico esistente. Un impianto solare termico è composto sempre almeno dai seguenti componenti:
- uno o più pannelli solari (collettori) contenenti un “fluido” che assorbe il calore del sole
- un serbatoio di accumulo contenente l’acqua da riscaldare destinata alle utenze
- uno scambiatore di calore che trasferisce l’energia termica del “fluido” all’acqua
L’utilità di installare pannelli solare è molto alta; si pensi infatti che un metro quadrato di pannello solare può scaldare alla temperatura di 45/60 °C fino a 300 l/giorno. Questi valori variano a seconda delle condizioni climatiche, tuttavia questi pannelli sono efficaci anche d’inverno poichè trattengono la radiazione solare anche se la temperatura esterna è bassa. I benefici ambientali sono notevoli: l’impianto, infatti, producendo acqua calda per uso domestico, riduce il consumo di combustibile fossile della caldaia (a gas naturale, GPL, gasolio) o il fabbisogno di elettricità del boiler elettrico, con una minima gestione e manutenzione.
Energia dal vento
L’energia eolica è l’energia derivata dal vento e rappresenta una delle fonti di energia più antiche: veniva infatti utilizzata nei mulini a vento (conversione in energia meccanica), o come energia motrice nelle imbarcazioni a vela. In tempi recenti il miglioramento della tecnologia ha permesso un’ulteriore applicazione dell’energia eolica: la conversione in energia elettrica tramite gli aerogeneratori, le cosiddette “Pale Eoliche”.
Occorre però distinguere i grossi impianti eolici, che possono essere considerati delle vere e proprie centrali elettriche, dai piccoli impianti, i cosiddetti impianti mini eolici.
Il settore del mini eolico va quindi considerato in modo distinto da quello eolico tradizionale, oltre che per le potenze erogate, anche in virtù del diverso impatto ambientale. I generatori hanno dimensioni ridotte e anche dal punto di vista estetico sono poco invasivi; per questo sono indicati per le installazioni nei settori dell’agricoltura, del turismo, della piccola e media impresa, ma anche nel contesto cittadino.
Energia dalle biomasse
Biomassa è un termine utilizzato per indicare materiali di natura estremamente eterogenea che hanno in comune la matrice organica; le più importanti tipologie di biomasse sono costituite dai residui forestali, dagli scarti dell’industria di trasformazione del legno (trucioli, segatura, etc.), dagli scarti delle aziende zootecniche (liquami e altre deiezioni) e dagli scarti dell’industria alimentare (tra le biomasse viene annoverata anche la frazione umida dei rifiuti domestici).
Le biomasse sono utilizzate prevalentemente per la produzione di energia termica, ad esempio in ambito domestico negli impianti di riscaldamento individuale, con le caldaie a pellet o a tronchetti, mentre con impianti di grandi dimensioni è possibile produrre in maniera combinata energia elettrica e termica. Un ulteriore ed interessante impiego delle biomasse è rappresentato dagli impianti di teleriscaldamento, che forniscono calore ad un insieme di abitazioni e/o attività.
Il beneficio ambientale è importante. L’energia prodotta dalla biomasse, infatti, a differenza di quella prodotta dai combustibili convenzionali, non comporta generalmente un aumento del tasso di anidride carbonica (CO2) in atmosfera. Le piante infatti durante la loro crescita assorbono la CO2 attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana; a seguito della combustione la stessa quantità di CO2, che la pianta aveva assorbito, si libera nell’atmosfera. Per questo motivo il bilancio della CO2 dei combustibili a biomasse è nullo,a condizione però che si provveda ad integrare con nuove colture il materiale vegetale utilizzato.
Energia dal terreno
L’energia geotermica è l’energia che si trova nel sottosuolo sotto forma di calore. Vicino alla superficie terrestre il flusso geotermico è molto piccolo e di conseguenza la temperatura del terreno a 20 metri di profondità oscilla mediamente tra i 16°C e 22°C. Le tecnologie a bassa temperatura hanno bisogno di una pompa di calore che preleva energia termica dal sottosuolo e la cede al circuito di riscaldamento.
La pompa di calore è una macchina termodinamica che opera tra due sorgenti: quella fredda, il sottosuolo, dalla quale il calore viene prelevato a bassa temperatura e quella calda, l’abitazione da scaldare, verso la quale il calore viene ceduto a temperatura più alta.
L’utilizzo del calore geotermico mediante le pompe di calore genera una riduzione considerevole nel consumo di combustibili e quindi una riduzione delle emissioni in atmosfera di sostanze a effetto serra inquinanti.
La cogenerazione
Con il termine cogenerazione, si indica la produzione contemporanea di energia elettrica (o meccanica) ed energia termica, a partire da una singola fonte energetica (fossile o rinnovabile), attuata in un unico sistema integrato. La cogenerazione, nota anche come CHP (Combined Heat and Power), impiegando lo stesso combustibile per due utilizzi differenti, ha come scopo un più efficiente utilizzo dell’energia primaria, con relativi risparmi economici, soprattutto nei processi produttivi laddove esista una forte contemporaneità tra prelievi elettrici e prelievi termici.
L’utilità però si ha anche in ambiti più piccoli rispetto a quelli industriali, come l’ambito residenziale. In questo caso però si parla di microcogenerazione (o microCHP); il prefisso micro si riferisce alla potenza elettrica dell’impianto, che non supera i 50 kW.
La differenza principale tra i sistemi a microcogenerazione e la cogenerazione con potenze elevate sono i parametri che ne guidano l’operatività: i sistemi CHP industriali generano principalmente energia elettrica, con il calore come utile sotto-prodotto; i sistemi di microCHP producono principalmente calore, generando elettricità come sotto-prodotto.
I benefici ambientali sono anche in questo caso notevoli. Rispetto alla generazione separata di energia elettrica e termica, infatti, la cogenerazione consente di ridurre del 30-40% la quantità di combustibile utilizzato, e di conseguenza le emissioni inquinanti.
