Come si ottiene l’energia elettrica

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LORENZO BIANCHI
Come si ottiene l’energia elettrica
La produzione di energia elettrica avviene, oltre che con le centrali nucleari come detto, in gran parte sfruttando le fonti di energia non rinnovabile quali petrolio, carbone e gas naturale. Una certa percentuale di energia elettrica viene prodotta utilizzando invece le cosiddette fonti di energia rinnovabile: energia geotermica, energia idroelettrica, solare od eolica. Le tecniche di produzione dell'energia sono basate principalmente sull'utilizzo di vapore in pressione, l'acqua pressurizzata viene scaldata a temperature molto elevate, il vapore generato si espande in una turbina collegata ad un alternatore. La turbina è una macchina rotante che sfrutta l’energia cinetica provocata dal vapore in pressione o da un getto d’acqua per generare la rotazione di un albero. L’alternatore è una macchina che, posta in rotazione alla turbina, genera energia elettrica. La centrale termoelettrica Sono state le prime tipologie di centrali in uso. Un elemento combustibile (derivati del petrolio, carbone o gas, ma anche, in alcuni casi, biomassa, biogas o rifiuti) viene bruciato in modo da sviluppare calore; questo calore viene trasmesso a una caldaia, nella quale circola acqua ad alta pressione che viene così trasformata in vapore utile per mettere in funzione la turbina. Le centrali termoelettriche hanno un forte impatto ambientale per via delle emissioni e dei residui in particolare nelle centrali a carbone, minore nelle altre tipologie di centrali (petrolio e rifiuti) e ancora inferiore nelle centrali a gas. La centrale idroelettrica Il principio di funzionamento delle centrali idroelettriche si basa sull'utilizzo dell'acqua, o meglio della sua energia cinetica, al fine di produrre energia elettrica. L'impatto ambientale delle centrali idroelettriche è molto piccolo se paragonato a quello delle centrali termoelettriche, per via dell'assenza di emissioni nocive ma spesso prevede la costruzione di bacini artificiali con enormi dighe. La centrale eolica Le centrali eoliche sono centrali che sfruttano la velocità del vento per la produzione di energia elettrica. Si basano su un generatore eolico che è composto da un'elica collegata ad un albero al quale è collegato il generatore di corrente. Il vento fa girare l’elica che sua volta aziona il generatore elettrico. Sono ovviamente legate al vento. Le centrali geotermiche Esse sono di fatto centrali termiche che utilizzano il calore naturale dei vapori geotermici contenuti nel sottosuolo (energia geotermica) per scaldare le caldaie. Le centrali solari Utilizzano come principio di base quello delle centrali termiche classiche, anche in questo caso la differenza sta nel metodo in cui viene scaldata l'acqua della caldaia. La centrale solare termica può essere formata da concentratori dell’energia solare parabolici lineari, che riscaldano il fluido all’interno di condotti, oppure da una superficie nella quale sono posti centinaia di sistemi che concentrano i raggi solari per riscaldare una caldaia, oppure sono costituite da celle fotovoltaiche. Nella scelta tra le diverse fonti, in particolare tra la 1) e la 2) attualmente le più usate, un ruolo primario gioca l’impatto sull’ambiente. Fissione e combustione a confronto: 1 Kg di U235 produce la stessa quantità di energia di 3009 tonnellate di carbone. La fissione di 1 Kg di U235 produce circa 1 Kg di prodotti di fissione (radioattivi ma ben confinabili e controllabili). La combustione di 3000 tonnellate di carbone genera circa 1000 tonnellate di CO2 e di altri inquinanti gassosi, che a tutt'oggi vengono dispersi nell'atmosfera, oltre a centinaia di tonnellate di ceneri nella quali sono presenti sia metalli pesanti pericolosi (Arsenico, Mercurio ) e anche materiali radioattivi (Uranio e Torio) che vanno ad inquinare l’ambiente.