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U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano

IMPORTANTE:Quando trovi questi simboli consulta i seguenti siti: http://www2.educarsialfuturo.it/quadernidelsole/iquadernidelsole.swfehttp://www.rosarioberardi.it/sitoberardi/centralielettrichenew/centrali.htm(centrale e poi animazione funzionamento)

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http://www2.educarsialfuturo.it/quadernidelsole/iquadernidelsole.swf

Le centrali elettriche, sono costituite da sistemi di conversione che trasformanouna FORMA di ENERGIA; quale TERMICA, CINETICA, MECCANICA, in ENERGIAELETTRICA.

Le macchine che in una centrale operano queste trasformazioni sono:

• TURBINA

• ALTERNATORE

• TRASFORMATORE

A seconda della FONTE di energia di partenza possiamo distinguere le seguenticentrali:1. CENTRALE TERMOELETTRICA2. CENTRALE IDROELETTRICA3. CENTRALE GEOTERMICA4. CENTRALE EOLICA5. CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA6. CENTRALE SOLARE FOTOVOLTAICA7. CENTRALE NUCLEARE8. CENTRALE A BIOGAS9. TERMOVALORIZZATORI 10. COGENERAZIONE U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano

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3U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano

U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano4

Dal carbone, petrolio e metano, attraverso ilprocesso chimico della combustione, siottiene energia termica che scalda l’acquacontenuta in una caldaia.

L’acqua evaporando trasforma questaenergia in energia cinetica (vaporesurriscaldato 450°C) che viene usata per farmuovere le pale di una turbinatrasformandosi in energia meccanica(movimento circolare di un asse).

Questo movimento grazie ad altre macchine(dinamo; alternatore) collegate all’asse dellaturbina si trasforma in energia elettrica.

Per quanto riguarda il rendimento di tali centrali, circa il 40% dell’energia contenuta nelcombustibile viene trasformato in elettricità; il restante 60% viene perso nelle conversioni dienergia da chimica a termica, a meccanica, a elettrica.

CENTRALE TERMOELETTRICA

ENERGIA CHIMICA

ENERGIA TERMICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA


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http://www.rosarioberardi.it/sitoberardi/centralielettrichenew/centrali.htm

Centrale Termoelettrica di La Spezia

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SVANTAGGI:• emissioni inquinanti (particolato e idrocarburi aromatici) e gas serra

Spesso a causa dell’alto costo di costruzione delle strutture didepurazione dei fumi, queste non vengono costruite o mantenute eciò le rende delle pericolose fonti di inquinamento

• I prezzi dei combustibili fossili sono variabili e presumibilmentedestinati ad un andamento crescente col ridursi delle riserve totali eil progressivo esaurimento di quelle economicamente etecnicamente più convenienti da sfruttare.

• lo sfruttamento del giacimento, necessita l'instaurazione e ilmantenimento di rapporti commerciali o dalla stabilità delle relazioniinternazionali.

• il processo produttivo è sicuro ma non privo di rischi legati a erroriumani o malfunzionamenti.

• la centrale può essere fonte di malattie (cancro) per gli abitanti neidintorni (monitoraggio dell’aria: ARPAL).

VANTAGGI:• Erogano grandi potenze,

dell'ordine delle centinaia o migliaia di MW e costituiscono la spina dorsale del sistema di produzione dell'energia elettrica, perché danno il massimo rendimento in regime di produzione costante;

• È possibile ridurre notevolmente l'impatto ambientale di queste centrali utilizzando un combustibile poco inquinante (come il gas naturale, il gasolio desolforato ed il carbone bonificato) e unitamente al montaggio di appositi filtri a reagente e catalizzatori ossidanti.

• Il calore residuo anziché essere sprecato immettendolo nell'aria può essere utilizzato per il teleriscaldamento nella stagione invernale (sostituendo le caldaie private nelle abitazioni vicine alla centrale).



I primi esempi di turbina furono i

i mulini a vento.

La turbina è costituita da:

• una parte fissa statore,

• una parte mobile, girante o rotore.

Il fluido in movimento (vapore, acqua)agisce sulla palettatura della partemobile, mettendola in rotazione equindi cedendo energia meccanica alrotore.



L’asse in uscita dalla turbina, mettein movimento rotatorio la bobinadell’ALTERNATORE che così generaCORRENTE ALTERNATA.

Il vapore che esce dalla turbinaviene riportato allo stato liquidonel condensatore e ri-pompatonella caldaia.

Il camino provvede ad espellerenell'atmosfera i fumi dellacombustione.


Esistono diversi tipi di Turbine:

1. PELTON

Turbina a AZIONE

2. FRANCIS

Turbina a REAZIONE

3. KAPLAN

Turbina a REAZIONE


http://www.youtube.com/watch?v=HzQPNpP55xQ&feature=iv&annotation_id=annotation_291587

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http://www.youtube.com/watch?v=HzQPNpP55xQ&feature=iv&annotation_id=annotation_291587

1. FRANCIS

Portate e salti intermedi

2. KAPLAN

Grandi portate (superiori a 300 mc/s) e piccoli salti (dai 2 ai 20m)

3. PELTON

Piccole portate e grandi salti

(dai 400m ai 2.000m)

KAPLAN PELTON

FRANCIS



L’ alternatore è una macchina che trasforma l’energia meccanica fornita dalla turbina in energia elettrica alternata.

Struttura di un alternatore

E’ costituito da una parte fissa, detta statore, e da una parte mobile, rotore.

L’energia meccanica mantiene in movimento il rotore, la cui rotazione provoca, per la legge dell’induzione elettromagnetica, la nascita della forza elettromotrice ossia l’energia elettrica.

http://www.youtube.com/watch?v=49yxBQwfecI

Gli alternatori possono funzionare anche da motori e trasformare energia elettrica in energia meccanica.http://www.youtube.com/watch?v=z6MmvDKVsZs&feature=related



Elettricità

Motori

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http://www.youtube.com/watch?v=z6MmvDKVsZs&feature=related





E’ una macchina nella quale entra la corrente elettrica e in uscita viene AUMENTATO o RIDOTTO il valore della sua TENSIONE (V).

Essendo statica ha alti RENDIMENTI (99%)

In un trasformatore elevatore, l’avvolgimento secondario ha più spire di quello primario: questo aumenta il voltaggio quanto basta per la distribuzione.

In un trasformatore riduttore, chiamati anche ALIMENTATORE (es:carica cellulare, alimentatore Pc);

l’avvolgimento secondario ha meno avvolgimenti di quello primario, il che consente di diminuire il voltaggio a valori adeguati per l’utilizzo domestico.

http://www.youtube.com/watch?v=9QEDjyuhBB4

http://www.youtube.com/watch?v=43wa2WCfDiI

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http://www.youtube.com/watch?v=9QEDjyuhBB4

http://www.youtube.com/watch?v=43wa2WCfDiI

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Estratto da:


Nella sua discesa questa energia siconverte in energia cinetica che vieneusata per far muovere delle pale(turbina) trasformandosi in energiameccanica.

Questo movimento grazie ad altremacchine (dinamo, alternatore) sitrasforma in energia elettrica.

CENTRALE IDROELETTRICA

ENERGIA POTENZIALE

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA

L’acqua che si trova ad uncerto dislivello possiedeenergia potenziale.




SVANTAGGI:• Richiedono un intervento edilizio di enormi proporzioni

per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi, hanno un impatto ambientale di grandi proporzioni, sia nella fase costruttiva delle opere (distruzione di ecosistemi), sia a posteriori nell'impatto visivo ed estetico.

• Inoltre, il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale, per la maggiore umidità ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore, livellando le temperature fra giorno e notte. Questo porta in genere a variazioni nella flora e fauna locale; nel caso di bacini montani, si può avere un impatto anche su eventuali ghiacciai nelle vicinanze.

• Esistono inoltre problemi di sicurezza in caso di forti terremoti o frane che hanno portato, per esempio, al disastro del Vajont nel 1963.

VANTAGGI:•Il principale vantaggio delle idroelettriche è che, offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime;

• Sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata.

•Un ulteriore vantaggio è legato al fatto che la variazione della produzione di energia può avvenire in maniera molto più rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare, variando la quantità di acqua che viene convogliata alla turbina. Il loro impiego è, infatti, generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico.


CENTRALE IDROELETTRICA

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Estratto da:


Il VAPOR ACQUEO (T.200°C) che fuoriescedal sottosuolo energia termica.

La caldaia che produce vapore è un serbatoio naturale geotermico, situato al di sotto della crosta terrestre.Il vapore portato in superficie per mezzo di trivellazioni più o meno profonde, viene convogliato in tubazioni, chiamate vapordotti.

Questo vapore viene usato per scaldare acqua che sotto forma di vapore (energia cinetica) fa muovere le turbina, trasformandosi in energia meccanica.

Questo movimento grazie ad alternatori si trasforma in energia elettrica.

L’Italia è stato il primo paese al mondo asfruttare l’energia geotermica, con il primoimpianto di generazione realizzato nel 1913a Larderello. Attualmente sono attivecentrali geotermiche a Larderello, Travale eMonte Amiata (in Toscana) e fornisconoattualmente circa l’1,5% della produzionetotale dell’energia elettrica nazionale.

CENTRALE GEOTERMICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA


ENERGIA TERMICA

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SVANTAGGI:• Possono essere costruite solamente in appositi siti con

presenza di attività geotermica, siti normalmente abbastanza rari.

Spesso si trovano giacimenti geotermici anche molto grandi, ma a temperatura di 80/90 gradi, troppo bassa e non utilizzabile con le tecniche attuali; lo sfruttamento di questi giacimenti è solo il teleriscaldamento.

• Elevati costi di manutenzione dovuti alla composizione delle acque provenienti dal sottosuolo, che sono ricche di sali disciolti e creano depositi ed incrostazioni.

• Esistono poi controversie relative al pericolo di eruzioni geotermali, riduzioni del livello della falda acquifera e suo inquinamento ma soprattutto all'inquinamento atmosferico da parte di gas (anidride solforosa) e metalli pesanti (arsenico) legate alla presenza di centrali geotermiche soprattutto nella zona del Monte Amiata.

VANTAGGI:

• Sono estremamente pulite inquanto sfruttano unriscaldamento termico deltutto naturale e non hanno,quindi, scorie o residuiatmosferici.


CENTRALE GEOTERMICA

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Estratto da:


L'energia eolica posseduta dalVENTO (energia cinetica), incidesulle pale di una girantemettendole in movimento(energia meccanica).

Questo movimento grazie adalternatori si trasforma in energiaelettrica.

Questo è possibile grazie aaerogeneratori, che altro nonsono che l'evoluzione tecnologicadei mulini a vento.Più aerogeneratori costituisconoun impianto eolico.

CENTRALE EOLICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA

U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano 23



SVANTAGGI:• Si possono installare solo dove c'è abbastanza vento

• Sono degli impianti moderatamente rumorosi;

• La loro pericolosità per i rapaci, naturalmente attratti dal rumore, è enorme .

• Inoltre, la disponibilità produttiva è molto bassa (25%) a causa della discontinuità del vento e, dunque, a parità di potenza nominale installata, una centrale eolica produce un quarto di una centrale nucleare ed un terzo di una centrale a gas,

• Modificazioni della resistenza aerodinamica dei suoli possono condurre ad alterazioni permanenti della ventosità, con contraccolpi sull'ambiente. Un esempio è il caso di Los Angeles, città la cui attuale bassa ventilazione, e il conseguente permanere dello smog, è probabilmente dovuta all'installazione di grandi impianti eolici nelle gole attraverso le quali il vento arrivava alla città che hanno provocato l'innalzamento delle correnti eoliche e lo scavalcamento della città da parte dei venti.

VANTAGGI:

• Come per le centrali solari quelle eoliche non hanno residui, scorie o altri sottoprodotti.

• Il vento è gratis, quindi l'unica spesa è l'installazione e la manutenzione.

• Hanno un costo di costruzione abbastanza contenuto, 1.000.000 euro per un aerogeneratore da 1 MW, il quale tende però a lievitare in modo enorme per impianti di dimensioni adeguate alla produzione industriale.

• A terra occupa meno di 100 metri quadri, quindi non toglie la possibilità di continuare le precedenti attività su quel terreno (es. pastorizia, colture, ecc..)


CENTRALE EOLICA

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• SPECCHI

• SERBATOIO

• TURBINA

• ALTERNATOREIMPIANTO IN CALIFORNIA


http://it.wikipedia.org/wiki/File:PS10_solar_power_tower.jpg

Gli specchi vengono puntati verso unserbatoio posto alla sommità di una torre.La luce concentrata dagli specchi faevaporare il liquido contenuto nel serbatoio(caldaia) che inviato alla turbina eall’alternatore per generare energiaelettrica.Consente di raggiungere temperature alte equindi consente di utilizzare come liquidoaltri elementi oltre all'acqua innalzandol'efficienza complessiva del sistema.Gli impianti più moderni prevedono distoccare il fluido ad alta temperatura inappositi serbatoi isolati, che permettono difar funzionare le turbine durante la notte, inalcuni casi con una autonomia di alcunigiorni in caso di cattivo tempo. Questiimpianti hanno comunque la possibilità diessere alimentati anche a gas nel caso lecondizioni sfavorevoli perdurino.

Da ogni m2 di specchi in un anno siricava l’equivalente in energia di unbarile di petrolio

CENTRALE SOLARE

ENERGIA SOLARE

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA


SVANTAGGI:

• Richiede una superficie di esposizione solare di dimensioni elevate, che aumenta in funzione della potenza che si vuole produrre.

• E’ sufficiente una nuvola per interrompere il processo di produzione. Gli impianti più moderni, infatti, prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati, che permettono di far funzionare le turbine non solo durante la notte ma con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Questi impianti hanno, comunque, la possibilità di essere alimentati a gas, nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino.

• Le centrali termiche solari hanno potenze minime,(sufficienti per un paese).

• I costi per la messa in esercizio delle centrali solari sono elevatissimi.

VANTAGGI:

• Non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra,

• Non è necessario il trasporto di combustibili

• Non si producono scorie

• Non è pericolosa per gli abitanti nei dintorni.

• Esclusi i costi di costruzione e manutenzione, si produce energia senza bisogno di materie prime, in quanto la luce solare è gratuita.


CENTRALE SOLARE

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Questo tipo di centrale elettrica utilizza dei moduli fotovoltaici per convertiredirettamente la luce solare in energia elettrica tramite l'effetto fotovoltaico.E quindi è differente da qualunque altra centrale perché non utilizza il gruppoturbina-alternatore

CENTRALE SOLARE

ENERGIA SOLARE

ENERGIA ELETTRICA




In esse è presente un particolare elemento, il silicio che, opportunamente trattato, ha la capacità di generare direttamente energia elettrica quando viene colpito dalla radiazione solare.

CENTRALE SOLARE

La centrale fotovoltaica è costituita da un insieme di pannelli detti cellesolari o celle fotovoltaiche.

La cella fotovoltaica si presenta come un cerchio di 10 cm di diametro eviene affiancata a numerose altre, fino a ottenere la quantità di elettricitàrichiesta, ogni cella eroga 1,5 V, in media un pannello contiene 36 celle.La Potenzialità di un modulo (dimensioni 1-1,5m2) si esprime in “watt dipicco” Wp (quantità di energia prodotta nell’unità di tempo con sole) e siaggira tra i 300 e i 100Wp.Per un impianto residenziale occorrono 3KWp quindi devo istallare dai 10ai 15 moduli fotovoltaici, che occupano una superficie dai 10 – 23 m2.


CENTRALE SOLARE

Il SILICIO è un semiconduttore, molto diffuso in natura (sabbia). L’atomo di Silicioin natura ha 4 elettroni sull’orbita più esterna che restano strettamente vincolatinella loro orbita e quindi non avendo elettroni liberi, si comporta come isolante.

Se però al Silicio vengono mescolate piccole quantità di materiali come Arsenico eBoro diventano Semiconduttori; questa tecnica si chiama DROGAGGIO e daorigine a SEMICONDUTTORI di tipo N (SI-As) con eccesso di cariche NEGATIVE eSEMICONDUTTORI di tipo P (Si-B) con carica positiva, quando il raggio del solecolpisce il pannello si assiste ad un il flusso di elettroni da uno strato di tipo N aduno di tipo P generando elettricità.


VANTAGGI:• non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra

• la fonte energetica è assicurata per miliardi di anni e gratuita,mentre i prezzi di combustibili fossili e uranio sono variabili epresumibilmente destinati ad un andamento crescente col ridursidelle riserve totali e il progressivo esaurimento di quelleeconomicamente e tecnicamente più convenienti da sfruttare.

• lo sfruttamento dell'energia solare è libero, non intermediato eprescinde dall'instaurazione e dal mantenimento di rapporticommerciali o dalla stabilità delle relazioni internazionali,

• non si producono come nel caso del nucleare scorie per il cuismaltimento non sono disponibili siti adatti,

• il processo produttivo è relativamente semplice e privo di rischilegati a errori umani o malfunzionamenti, non esistono parti inmovimento.

• la centrale è intrinsecamente innocua per gli abitanti nei dintorni,né si presta a attentati terroristici.

• Anche il fattore costo, attualmente ancora non competitivo(sebbene in calo), se riveduto con quello che è il costo ambientaledelle fonti fossili, (tensioni geopolitiche, inquinamento, effetto serra,cambiamento climatico), può essere riconsiderato e valutato sullabase degli scenari futuri, inoltre i costi di manutenzione sono ridottial minimo.

SVANTAGGI:• dipendente dalle condizioni

atmosferiche come la presenza dinubi o pioggia.

• necessità di grandi superficirispetto ad altri tipi di centrali, aparità di produzione.

CENTRALE SOLARE


Un impianto fotovoltaico è costituito da uninsieme di apparecchiature che consentono ditrasformare direttamente l'energia solare inenergia elettrica.Da oggi è possibile trasformare la propriaabitazione in una piccola centrale elettrica.La soluzione è installare sul tetto o a terra unimpianto fotovoltaico.Gli impianti per la produzione di energia elettricacasalinga mediante tecnologia fotovoltaicapresentano diversi vantaggi, tra i quali i piùsignificativi sono:– assenza di qualsiasi tipo di emissioni inquinanti;– risparmio dei combustibili fossili;– estrema affidabilità poiché non esistono parti in

movimento (vita utile superiore a 25 anni);– costi di manutenzione ridotti al minimo;– modularità del sistema (per aumentare la taglia

basta aumentare il numero dei moduli).

CENTRALE SOLARE

ENERGIA SOLARE

ENERGIA ELETTRICA


Le funzioni dei dispositivi mostrati sono le seguenti:

i moduli fotovoltaici, elemento essenziale dell'impianto, captano la radiazione solare durante ilgiorno e la trasformano in energia elettrica in corrente continua; i pannelli più diffusi sonorettangolari (superficie 1-1,5 mq e peso 15-20 kg), le celle sono protette da un vetro moltoresistente e trasparente e hanno una potenza fra i 100 e i 300 Wp (watt di pico);

l’inverter, dispositivo elettronico che trasforma l'energia elettrica da corrente continua a correntealternata (frequenza 50Hz) rendendola idonea alle esigenze delle comuni apparecchiatureelettriche (lampade, elettrodomestici, alimentatori, computer...);

misuratori di energia, sono dispositivi che servono a controllare e contabilizzare la quantità dienergia elettrica prodotta e scambiata con la rete.

CENTRALE SOLARE


Un impianto fotovoltaico deve essere installato con le superfici dei pannelli esposte a SUD,oppure SUD-EST, SUD-OVEST.I pannelli devono essere collocati su tetto, sulla facciata o a terra.Per quanto riguarda l'inclinazione dei pannelli, l'inclinazione di 30°-35° rispetto al piano è quella che inItalia permette di avere la massima produzione annua di energia.

Durata vita impianto: 25-30 anni.(dati: 2010 - Costo 6.000 euro a kWp, quindi per un impianto da 3 kWp a tetto il costo sarà 18.000 euro+iva 10%. Per l’istallazione ci sono INCENTIVI erogati dallo Stato, Regione o Province ed èammortizzabile in 8-10 anni).

VELOCITA’ della LUCE: 300.000 Km/s i raggi arrivano a terra in 8 minuti

CENTRALE SOLARE


Visita sito: http://www.enelgreenpower.com/enelsi/it-IT/

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http://www.enelgreenpower.com/enelsi/it-IT/




Per la produzione combinata di acqua calda per usi igienico-sanitari e per il riscaldamento degli ambienti (per esempio attraverso gli impianti a bassa temperatura sottopavimento).

Si tratta di soluzioni integrate (collettore + serbatoio) per la produzione di acqua calda.

La circolazione del fluido, che raccoglie l’energia solare, avviene naturalmente per effetto del suo riscaldamento all’interno del collettore.

Rappresentano un ottima soluzione in termini di economicità e semplicità di installazione per abitazioni monofamiliari (2-5 persone).

• Serbatoio da 150 litri con 1 collettore, adatto ad un nucleo familiare di 2-3 persone

• Serbatoio da 300 litri con 3 collettori idoneo a coprire il fabbisogno di un nucleo familiare di 5-6 persone.

SOLARE


I pannelli solari hanno al loro interno dei tubi entro i qualiscorre un liquido (acqua + antigelo) che quando èesposto al sole si scalda, diventa leggero, sale fino adentrare nel serbatoio (posto in posizione orizzontalesopra i pannelli, oggi esistono pannelli con serbatoi che siincassano nel sottotetto) qui il liquido cede il caloreproveniente dal Sole all’acqua contenuta nel serbatoiostesso.

L’acqua, scaldata dal liquido proveniente dai pannellientra quindi nell’impianto di distribuzione dell’acquasanitaria di casa.

SOLARE


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Estratto da:

Il principio di funzionamento delle centrali

nucleari é simile a quello delle centrali

termoelettriche.

Ma l’energia termica che scalda l’acqua

contenuta in una caldaia si realizza nel

REATTORE NUCLEARE.

Nel reattore viene inserito il combustibile

nucleare: cilindretti di uranio.

Quindi viene innescato il processo di fissione

nucleare che produce il calore necessario a

scaldare l'acqua e trasformarla in vapore ad

alta pressione. Il vapore viene convogliato

sulla turbina che ruotando trasmette la sua

energia meccanica all'alternatore che a sua

volta la trasforma in energia elettrica grazie al

fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

CENTRALE NUCLEARE

CENTRALE NUCLEARE

ENERGIA NUCLEARE

ENERGIA TERMICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA




In seguito alla scissione di un nucleo, si liberano alcuni neutroni, che, a loro volta,bombardano altri nuclei, e così via, la reazione, una volta innescata, si propagaautonomamente; e ciò avviene tanto rapidamente da causare un'esplosione.Nelle centrali nucleari la reazione a catena viene controllata sottraendo i neutroniin eccesso, in modo da poter immagazzinare l'energia liberata. Purtroppo questagrande fonte di energia se non controllata può causare grossi danni alla salutedell’uomo.

CENTRALE NUCLEARE

La fissione nucleare si ottiene bombardando con neutroni i nuclei di uranio 235 o di plutonio-239.


http://www.youtube.com/watch?v=YvbR-tJ47xs&feature=related



Il reattore è inserito in un cilindro d'acciaio inossidabile posto all'interno di uncontenitore in cemento armato dello spessore di almeno un metro. Anchel'edifico che contiene il reattore é fatto di una solida struttura in cementoarmato. In Italia esistevano quattro centrali nucleari, ma a seguito delreferendum del 1987 hanno cessato la loro attività e dopo l’ultimo referendum(2011) il governo non può proporre nuove istallazioni (almeno fino al 2016).

CENTRALE NUCLEARE


Le barre di Uranio (metallo raro la cui estrazione richiede alti costi, così pure la lavorazione che deve subire per raggiungere un elevatissimo grado di purezza) , poste nel nocciolo del reattore sono immerse in una sostanza chiamata MODERATORE, acqua e grafite, che rallenta la velocità dei neutroni liberati nel processo di fissione.

Tra le barre di Uranio vi sono le cosiddette BARRE DI CONTROLLO che hanno la funzione di assorbire 2 o 3 neutroni che si liberano da ogni reazione di fissione nucleare: in questo modo la reazione è tenuta sotto controllo e si impedisce lo sviluppo di enormi quantità di energia.

Se le barre di controllo, che possono essere alzate o abbassate, vengono immerse completamente nel reattore, tutti i neutroni vengono assorbiti e la reazione a catena si blocca.

Paesi esportatori di URANIO: Canada, Australia, Kazakistan, Russia, Namibia

Il calore prodotto da 1Kg di URANIO equivale a quello prodotto da 2 milioni e mezzo di Kg di CARBONE

NUOVE CENTRALI con REATTORI di QUARTA GENERAZIONE

Usano come combustibile TORIO al posto dell’URANIO hanno sistemi di sicurezza all’avanguardia, sistemi di incenerimento delle proprie scorie e producono idrogeno per

auto; ma sono MOLTO COSTOSI!

CENTRALE NUCLEARE


Le radiazioni emesse dalle sostanze radioattive sono infatti estremamente pericolose.

• Durante la reazione di fissione si accumulano prodotti di scarto che periodicamente devono essere eliminati dette SCORIE. Le scorie radioattive costituiscono il problema vero della fissione in quanto sono molto pericolose per gli esseri viventi e per l'ambiente, perché rimangono radioattive per decine di migliaia di anni.

Emettono radiazioni gamma che sono altamentepericolose perché sono molto penetranti e possonodanneggiare direttamente il nucleo delle celluleprovocando tumori spesso localizzati a livello dellaghiandola tiroidea.

Non sono ancora stati trovati metodi sicuri perrendere queste scorie innocue e luoghi adatti persmaltirle e conservarle in modo che non inquinino.

• Lo smaltimento della centrale al termine del suociclo vitale (circa 40-60 anni) è un problema che nonha ancora trovato una soluzione univoca.

CENTRALE NUCLEARE

PERICOLO RADIAZIONI


• NON INQUINANO l’ARIA, dalla torre esce Vapor acqueo, quindi non contribuiscono all’effetto serra, piogge acide, particolato sono quindi più pulite delle centrali che usano Combustibili Fossili. Anche se, nel suo complesso, la filiera di produzione dell'uranio e di smaltimento delle scorie determina una produzione di CO2 non del tutto trascurabile

• Risparmio energetico, produce un'elevatissima potenza per metro quadrato occupato dall'impianto e con un costo del kWh prodotto che la rendono la più economica (paragonabile ad una centrale a carbone) chiaramente l'economicità dell'energia nucleare dipende dai costi delle fonti alternative, per questo in molti paesi, in tempi di crescita dei prezzi per i combustibili fossili, le argomentazioni a sostegno dell'energia nucleare riemergono.

• Più libertà nei rapporti di Politica Internazionale (vedi paesi produttori di petrolio loro Regime e guerre)

SVANTAGGI:

VANTAGGI:

Ci vogliono 4.510.000.000 anni all'uranio 238 per trasformarsi in piombo. 43

INCIDENTI NUCLEARI

• Incidente alla centrale di CERNOBYL (Urss) del 26 aprile 1986, un surriscaldamento indotto nel corso di una esercitazione provoca un’esplosione e la fusione del nocciolo del reattore n°4. Si forma una nube radioattiva che attraversa mezza Europa.(http://it.wikipedia.org/wiki/Disastro di Chernobyl)

(http://www.youtube.com/watch?v=kKRvWCruckI&feature=related)

• Incidente alla centrale di FUKUSHIMA (Giappone) del 11 marzo2011, in seguito ad un terremoto di magnitudo 9 e alconseguente tsunami, saltano i sistemi di raffreddamento. I danniportano al rilascio di una nube radioattiva e di acquacontaminata in mare e nelle falde.(http://it.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucleare_di_Fukushima_Dai-ichi )

CENTRALE NUCLEARE


CONSERVAZIONE delle SCORIE

ESPLOSIONI NUCLEARI

• bomba atomica (bomba A) 6 agosto 1945 su Hiroshima checausò la morte immediata di 50.000 persone e di 100.000 neglianni successivi per effetto delle radiazioni.http://it.wikipedia.org/wiki/Bombardamento atomico di Hiroshima e Nagasaki

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http://it.wikipedia.org/wiki/Disastro_di_Chernobyl




http://it.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucleare_di_Fukushima_Dai-ichi









http://it.wikipedia.org/wiki/Bombardamento_atomico_di_Hiroshima_e_Nagasaki

















CENTRALE NUCLEARE


Articolo di Margherita Hack (Astrofisica) scritto per MicroMega :

No alla costruzione di centrali nucleari oggi in Italia, ma sì alla ricerca sull’energia

nucleare, senza demonizzarla, in previsione di un futuro, forse ancora lontano, in cui

anche questa sarà necessaria, e dovremo imparare a dominarne i rischi; incentivare

la ricerca e la costruzione di impianti eolici e fotovoltaici, migliorare l’attenzione al

risparmio energetico, sia con costruzioni ecologiche che riducano al minimo la

necessità di riscaldamento d’inverno e condizionatori d’estate (proprio il contrario di

quei grandi palazzoni tanto di moda, con le pareti di vetro, serre d’estate e frigoriferi

d’inverno), sia con l’attuazione al 100% della raccolta differenziata dei rifiuti, un fine

facilmente raggiungibile ma da cui siamo ancora molto lontani.

Articolo di Umberto Veronesi (Medico ricercatore cura del Cancro) su “La Stampa”

Si alla costruzione di centrali nucleari; senza il nucleare l’Italia muore. Tra 50 anni

finirà il petrolio, tra 80-100 il carbone, seguito poi dal gas. Altre fonti non saranno

sufficienti a fornire l’energia di cui abbiamo bisogno. Il risultato? Non avremo la luce,

non potremo far funzionare i computer o i frigoriferi e neppure far viaggiare i treni. Se

lo immagina?.

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Estratto da:

Purtroppo sperimentalmente risulta ancora di difficile realizzazione perché per innescare la reazione di fusione occorre realizzare all’interno del reattore una temperatura di 100.000.000 °C (100 milioni di gradi, più di sei volte la temperatura all' interno del sole) in particolare, la reazione di interesse più immediato è quella che si verifica tra i nuclei di due forme pesanti dell' idrogeno, gli isotopi deutero e trizio

deutero + trizio = elio4 + neutrone + 17.5 MeV di energia

Quando si riuscirà superare questo problema; realizzando la Fusione a “FREDDO” avremo una energia a basso costo e pulita.

MOTORI (motore ad IDROGENO)E visita il sito: http://www.fusione.enea.it/

http://www.youtube.com/watch?v=cTMXWrXpBng&feature=related

È il processo inverso alla Fissione; consiste

nell’unione di nuclei di atomi leggeri dando luogo ad

atomi con nuclei più pesanti liberando ENERGIA.

Le stelle sono “accese” grazie a questo tipo di

reazione; i nuclei degli atomi di IDROGENO si

fondono producendo ELIO e ENERGIA.

CENTRALE NUCLEARE


http://www.fusione.enea.it/

http://www.youtube.com/watch?v=cTMXWrXpBng&feature=related

CENTRALE NUCLEARE


SVANTAGGI: VANTAGGI:

•Le centrali a fusione nucleare

produrrebbero, come tipologia principale di

scoria, elio 4 che è un gas inerte e non

radioattivo;

•Non userebbero sistemi a combustione e,

quindi, non inquinerebbero l'atmosfera

con gas clima alteranti(di fatto non

avrebbero emissioni di pericolosità rilevante).

•Dovrebbero essere in grado di ottenere

grandissime quantità di energia,come le

centrali a fissione odierne.

• La fusione richiede temperature di lavoro

elevatissime, tanto elevate da non poter essere

contenuta in nessun materiale esistente.

Il plasma di fusione viene, quindi, contenuto

grazie all'ausilio di elevatissimi campi

magnetici, e le alte temperature vengono

raggiunte con l'utilizzo di potenti laser o altri

sistemi di riscaldamento.

Il tutto rende il processo difficile,

tecnologicamente dispendioso e complesso.

• Altro problema è il materiale di ingresso in

quanto, a differenza del deuterio, il trizio non è

un materiale facilmente reperibile in natura e

radioattivo a vita breve

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CENTRALE BIOGAS

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Il processo attraverso il quale la centraleproduce energia si basa su una primafase, di “digestione anaerobica”, nelcorso della quale, gran parte dellabiomassa introdotta nel fermentatore,liquami zootecnici di origine bovina,suina e avicunicola, oppure biomassevegetali, come girasole, sorgo da fibra, escarti di colture arboree, subiscono unprocesso di decomposizione attuato daceppi batterici specializzati, che duracirca 45 giorni, alla temperatura di 55gradi e si trasformano in metano (CH4).

Il biogas prodotto, dopo una successivacombustione, si trasforma in energiatermica ed elettrica.

CENTRALE BIOGAS

ENERGIA CHIMICA

ENERGIA TERMICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA


Il risultato complessivo è laproduzione di energia pulita che, adifferenza di quella prodotta daidrocarburi fossili, consente dineutralizzare l’immissione diquantitativi aggiuntivi di anidridecarbonica nell’atmosfera.

Il biogas è infatti composto per circail 55% da metano, per il 35% daanidride carbonica e per la restanteparte da vapore acqueo e gas traccia.

L’anidride carbonica derivante dallacombustione del biogas è quellaprecedentemente fissata nellabiomassa a seguito del processo difotosintesi naturale e, quindi,l’effetto serra dell’impianto è nullo.

CENTRALE BIOGAS


SVANTAGGI:• limiti alla sua produzione nelle zone geografiche fredde, perché la temperatura non deve scendere sotto 15°C;• utilizzo in luoghi non distanti dal sito di produzione, poiché il suo eventuale stoccaggio richiede una forte spesa energetica

VANTAGGI:

• riutilizzazione dei matrici organiche

• riduzione dell'inquinamento della falda e del terreno

• contenimento delle emissioni (gas serra, polveri sottili, gas responsabili di piogge acide)

• minor impiego di combustibili fossili

• riduzione fertilizzanti chimici

• miglioramento delle proprietà chimiche e fisiche del suolo

• si possono utilizzare contributi statali se s’installano impianti a biogas


CENTRALE BIOGAS

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ENERGIA CHIMICA

ENERGIA TERMICA

ENERGIA CINETICA

ENERGIA MECCANICA

ENERGIA ELETTRICA



I "termovalorizzatori" sono inceneritori di rifiuti (CDR) con recupero energetico.

Il calore prodotto dalla combustione dei rifiuti viene utilizzato per produrre energia elettrica inmaniera analoga a quanto accade nelle centrali termoelettriche, anche se con rendimentiestremamente più bassi e maggior produzione di sostanze inquinanti.

Affinché tutte le materie e soprattutto quelle plastiche brucino con minor produzione dielementi tossici (ad esempio le diossine, metalli pesanti) è necessario raggiungere temperaturemolto elevate (850-1.000 C°) ed utilizzare sistemi di abbattimento degli inquinanti moltosofisticati e costosi. La combustione ad alta temperatura, inoltre, produce una miniaturizzazionedelle polveri emesse, proporzionale alla temperatura stessa.

Attualmente, nessun sistema di filtraggio oggi disponibile sul mercato è in grado di trattenere leparticelle inquinanti (particolato) con diametro inferiore ai 2,5 nanometri.

Ciò può dunque portare alla produzione di polveri fini, ultrafini e nanoparticelle carboniose, chepossono causare diverse patologie. Inoltre al termine del processo di incenerimento, i rifiuti inentrata vengono eliminati solo per il 70% del loro volume, creando quindi un ulterioreproblema, quello dello smaltimento delle ceneri stesse che rappresenta il 30% dei rifiuti iniziali.Lo smaltimento dei fanghi degli inceneritori costa circa 141 € /tonn

CENTRALE TERMOVALORIZZATORE


http://www.ecoage.it/termovalorizzatore.htm

Pareri a confronto: http://www.ambientespa.it/informa/termovalorizzatori.htm

Pro:http://www.lifegate.it/it/eco/profit/impatto_zero/interviste/lorenzo_zaniboni_ben_vengano_i_termovalorizzatori1.html

Contro: http://www.youtube.com/watch?v=iKRNIBaS-gM54

http://www.ecoage.it/termovalorizzatore.htm

http://www.ambientespa.it/informa/termovalorizzatori.htm

http://www.lifegate.it/it/eco/profit/impatto_zero/interviste/lorenzo_zaniboni_ben_vengano_i_termovalorizzatori1.html

http://www.youtube.com/watch?v=iKRNIBaS-gM



SVANTAGGI:

• Si ha l’emissione di diossine nei fumi di scarico.

Le diossine hanno comprovati effetti cancerogeni e provocano una contaminazione del territorio destinata a durare nel tempo. Basti pensare che non esiste una soglia minima di sicurezza per le diossine, possono essere nocive per l’uomo a qualsiasi livello di assimilazione.

• Le scorie pesanti, formate dal rifiuto incombusto – acciaio, alluminio, vetro e altri materiali ferrosi, inerti o altro – sono generalmente smaltite in discarica e costituiscono una grossa voce di spesa, oltre ad un ulteriore problema per la salute.

• Creano un basso livello di responsabilizzazione del cittadino, soprattutto nei confronti del riciclaggio.

VANTAGGI:• E’ una soluzione duratura ed economica alle esigenze di smaltimento della produzione quotidiana di rifiuti determinata dai consumi della società;

• Produce energia con conseguente risparmio di altri combustibili spesso ottenuti da fonti non rinnovabili di origine fossile, scarsamente disponibili in Italia;

• Vengono evitate le emissioni di inquinanti nella falda acquifera (liquami).


CENTRALE TERMOVALORIZZATORE

Contro: http://www.youtube.com/watch?v=n0fTFVeoAeY

Pro:http://www.youtube.com/watch?v=MeyvRV4IexA&feature=related

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http://www.youtube.com/watch?v=n0fTFVeoAeY

http://www.youtube.com/watch?v=MeyvRV4IexA&feature=related










http://www.youtube.com/watch?v=n0fTFVeoAeY

La cogenerazione è l’uso combinato diun’energia primaria, come il gas naturale, perprodurre in sequenza il calore e l’elettricità.Il concetto è basato sul recupero e sull’uso deiresidui di calore prodotti durante lagenerazione di elettricità che nelle altrecentrali elettriche sarebbero perse, conconseguente riduzione dell’efficienza rispettoalla cogenerazione.Ad esempio, un motore alimentato a metanoproduce elettricità e i fumi di scarico sonopoi impiegati come fonte termica, adesempio per riscaldare l’acqua.Si tratta quindi di un processo che ottimizzal’impiego delle risorse energetiche connotevoli benefici economici e ambientali.In pratica il processo di cogenerazione consiste nel riutilizzo dei fumi di scarico di una turbina a gas, a vapore o di altri tipi di motori, per la produzione di energia termica.

Tale energia, altrimenti dispersa in ambiente, può essere usata per la produzione di:- acqua calda- acqua surriscaldataTali fluidi, utilizzati in prossimità del punto di produzione, o trasportati a distanza, possono essere utilizzati per diversi impieghi ma soprattutto per riscaldamento di edifici commerciali, di servizio e per abitazioniIn particolare, i sistemi di cogenerazione rappresentano una soluzione efficace per ridurre i costi di energia elettrica e di riscaldamento nell’industria, nelle università, negli hotel ecc..oggi ci sono ricerche per MICRO generazione domestica e TRI generazione.

CENTRALE COGENERAZIONE

U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano 56

Con NIMBY (acronimo inglese per Not In My Back Yard, lett. "Non nel mio cortile") si indica un atteggiamento che si riscontra nelle proteste contro opere di interesse pubblico che hanno, o si teme possano avere, effetti negativi sul territorion cui verranno costruite, come ad esempio grandi vie di comunicazione, cave, sviluppi insediativi o industriali, termovalorizzatori, discariche, depositi di sostanze pericolose, centrali elettriche e simili.

L'atteggiamento consiste nel riconoscere come necessari, o comunque possibili, gli oggetti del contendere ma, contemporaneamente, nel non volerli nel proprio territorio a causa delle eventuali controindicazioni sull'ambiente locale.

Purtroppo si arriva al paradosso; di riconoscere un’opera necessaria, o comunque utile,

ma non si riesce a costruirla a causa dell’opposizione incondizionata e assoluta delle

comunità e degli abitanti dei luoghi destinati ad ospitarle (esempio: Comitati NOTAV).

Anche qui ti suggerisco di informarti per poter esprimere LA TUA OPINIONE.

Effetto NIABY, Not In Anyone’s Back Yard; se un’opera consuma risorse naturali e ha un

impatto ambientale devastante, non deve essere fatta in nessun luogo.

Effetto BANANA: Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anyone non è possibile

costruire nessuna cosa vicino a nessuno. U.D.: LE CENTRALI ELETTRICHE – Prof.ssa R.D'Imporzano

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