energia solare 2

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Energia Solare : 

Energia Solare Gli Specchi di Carlo Rubbia Mario Di Salvo III D

Cosa è l’energia Solare? : 

Cosa è l’energia Solare? Per energia solare si intende l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole. La quantità di calore emessa dai raggi solari non arriva in modo omogeneo in tutto il pianeta, poiché i ai poli i raggi solari che arrivano sono inclinati, mentre all’equatore arrivano in modo perpendicolare e ci sarà una temperatura più elevata. Nell’immagine di sfondo sono indicate le zone dove si potrebbe produrre più energia solare che in altri paesi, in viola sono indicate le zone più fredde dove sarebbe impossibile produrre energia solare, a seguire quelle blu e azzurre, queste tre sono situate in prossimità dei poli. Abbiamo poi la zona verde dove la produzione di energia solare sarà molto limitata. Infine abbiamo le tre zone colorate di giallo arancione e rosso, queste sono delle zone perfette per la produzione di energia solare, la Sicilia rientra nella zona gialla, mentre il resto d’Italia nella verde. Le zone arancioni e rosse sono le migliori per la produzione di energia solare e sono situate in Africa, in Amercia Latina e in altre zone in prossimità dell’equatori e dei tropici.

La produzione dell’energia solare attraverso il pannello a concentrazione solare : 

La produzione dell’energia solare attraverso il pannello a concentrazione solare Il pannello solare a concentrazione concentra i raggi solari su un opportuno ricevitore; attualmente il tipo più usato è quello a specchi parabolici a struttura lineare che consente un orientamento monodimensionale (più economico) verso il sole e l'utilizzo di un tubo ricevitore in cui è fatto scorrere un fluido termovettore per il successivo accumulo di energia in appositi serbatoi. Il vettore classico è costituito da olii minerali in grado di sopportare alte temperature. Nel 2001 l'ENEA ha avviato lo sviluppo del progetto Archimede -fortemente sostenuto dal nobel per la fisica Carlo Rubbia volto all'utilizzo di sali fusi anche negli impianti a specchi parabolici a struttura lineare. Essendo necessaria una temperatura molto più alta di quella consentita dagli olii, si è provveduto a progettare e realizzare tubi ricevitori in grado di sopportare temperature maggiori di 600°C (contro quelle di 400°C massimi dei tubi in commercio), ricoperti di un doppio strato CERMET (ceramica/metallo) depositato con procedimento di sputtering. I sali fusi vengono accumulati in un grande serbatoio coibentato alla temperatura di 550°C. A tale temperatura è possibile immagazzinare energia per 1kWh equivalente con appena 5 litri di sali fusi. Da tale serbatoio i sali (un comune fertilizzante per agricoltura costituito da un 60% di nitrato di sodio (NaNO3) e un 40% di nitrato di potassio (KNO3)) vengono estratti e utilizzati per produrre vapore surriscaldato. I sali utilizzati vengono accumulati in un secondo serbatoio a temperatura più bassa (290°C). Ciò consente la generazione di vapore in modo svincolato dalla captazione dell'energia solare (di notte o con scarsa insolazione). L'impianto, lavorando ad una temperatura di regime di 550°C, consente la produzione di vapore alla stessa temperatura e pressione di quello utilizzato nelle centrali elettriche a coproduzione (turbina a gas e riutilizzo dei gas di scarico per produrre vapore), consentendo consistenti riduzioni di costi e sinergie con le stesse. In ragione dell'alta temperatura d'esercizio, questa tipologia di impianto è stata chiamata "solare termodinamico". Attualmente è stato realizzato un impianto con tali caratteristiche in Spagna ed è stato siglato un accordo di realizzazione di un impianto su scala industriale presso la centrale termoelettrica ENEL ubicata a Priolo Gargallo

I pannelli fotovoltaici : 

I pannelli fotovoltaici I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Questi pannelli sfruttano l'effetto fotoelettrico e hanno una efficienza di conversione che arriva fino al 32,5% nelle celle da laboratorio. In pratica, una volta ottenuti i moduli dalle celle e i pannelli dai moduli e una volta montati in sede, l'efficienza media è di circa il 12%. Questi pannelli non avendo parti mobili o altro necessitano di pochissima manutenzione. In sostanza vanno puliti periodicamente. La durata operativa stimata dei pannelli fotovoltaici è di circa 30 anni. I difetti principali di questi impianti sono il costo dei pannelli e l'immagazzinamento dell'energia. Indicativamente, se si volesse produrre con sistemi fotovoltaici il 10% dell'energia elettrica consumata in Italia, bisognerebbe investire 240 miliardi di euro solo per l'acquisto e la messa in opera dei pannelli (la stessa energia verrebbe erogata da 4 reattori nucleari che richiedono, invece, un investimento di meno di 10 miliardi di euro per la sola costruzione, senza contare i costi dello smaltimento delle scorie nucleari). Il secondo problema di questo genere di impianto è che l'energia viene prodotta istantaneamente e non può essere immagazzinata in modo semplice. Grazie a una legislazione che prevede incentivi economici all'installazione di impianti fotovoltaici e la possibilità di vendere l'energia prodotta in eccesso al gestore della rete di trasmissione, la Germania è al primo posto in Europa per la potenza elettrica prodotta da energia solare: tale quantità, però, soddisfa solamente meno dello 0,1% del fabbisogno nazionale tedesco ed è del tutto insufficiente a sostenere il trend crescente della domanda energetica (in Germania la prima fonte di produzione di energia elettrica è il carbone, con oltre il 50%, e al secondo posto c'è il nucleare con quasi il 30%). Analoghe iniziative, comunemente note come Conto Energia o Feed-in tariff, sono state intraprese da diversi stati europei ratificanti il Protocollo di Kyoto, tra cui anche l'Italia, mediante il Decreto Interministeriale 28/07/2005 pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 181 del 05/08/2005 e successivi aggiornamenti, comunemente noto come Decreto Conto Energia.

I pannelli solari termici : 

I pannelli solari termici I collettori termici possono essere a circolazione naturale o forzata; i primi utilizzano il moto convettivo del liquido contenuto nei pannelli per consentirne la circolazione all'interno del sistema pannello-scambiatore di calore. In questo caso il serbatoio di accumulo che contiene lo scambiatore di calore deve trovarsi più in alto del pannello. I sistemi a circolazione forzata, invece, utilizzano una pompa che fa circolare il fluido all'interno di scambiatore e pannello quando la temperatura del fluido all'interno del pannello è più alta di quella all'interno del serbatoio di accumulo, che, in questo caso, si trova più in basso dei pannelli. Sistemi di questo tipo sono più complessi dal punto di vista dei controlli e delle apparecchiature impiegate (pompe, sensori di temperatura, valvole a tre vie, centraline di controllo), ma consentono di posizionare il serbatoio di accumulo, anche di grandi dimensioni, praticamente dove si vuole, ad esempio a terra e non sul tetto dove problemi di peso ne renderebbero difficile la collocazione.

In futuro… : 

In futuro… Attualmente la maggior parte degli studi si concentrano su nuove generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser. Gli attuali progetti di costruzione prevedono l'installazione di queste centrali nel 2040. La tecnologia fotovoltaica è indicata per produrre elettricità in zone isolate, mediante la realizzazione di piccoli impianti. Attualmente l'evoluzione tecnologica rende possibili anche impianti tipicamente energetici avvalendosi di sistemi ibridi, come ad esempio fotovoltaico e termico.

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