Prof. A. Battistelli

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Eolico

Solare

Biomasse

Idroelettrico Piezoelettrico

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Entro il 2020 almeno il 20% dell’energia consumata deve provenire da fonti rinnovabili. È

l’impegno sottoscritto dai paesi CEE nel 2007, insieme a quello di aumentare l’efficienza

energetica del 20%, al fine di ridurre le emissioni di gas serra del 20% rispetto i valori del 1990.

Dopo il disastro, la provincia di Fukushima ha annunciato un piano che prevede di ricavare il 100% dell’energia

da fonti rinnovabili (http://www.genitronsviluppo.com/2014/02/17/che-fesseria-nucleare/ )

Le fonti rinnovabili sorpassano in convenienza economica quelle non rinnovabili.

Il calcolo dell’EROEI, parametro per valutare costi e ricavi dell’utilizzo delle fonti energetiche fornisce dati significativi. Un tempo il petrolio forniva energia elettrica, termica e meccanica a costi molto più bassi di altre fonti. Attualmente, l’aumento dei costi di tutta la filiera del petrolio sono aumentati, mentre per alcune rinnovabili c’è una riduzione di costi e/o un miglioramento dell’efficienza degl’impianti.

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Eolico

Solare

Biomasse

Idroelettrico Piezoelettrico

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Eolico

Solare Biomasse

Idroelettrico

Piezoelettrico

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Eolico

TIPOLOGIE PRINCIPALI D’IMPIANTI

Solare termico • Alte temperature: per la produzione di elettricità

• A specchi

• A torre

• Pannelli solari termici: • Per la produzione di acqua calda sanitaria ad uso domestico,

• Per la produzione di acqua calda per piscine e impianti sportivi

• Riscaldamento domestico ad acqua e ad aria

• Riscaldamento per agricoltura e allevamento

• Essiccazione industriale

Fotovoltaico • Pannelli e film per la produzione di energia elettrica

SOLARE

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Sole: energia molto potente Il sole è potentissimo! Non solo perché permette la vita sulla terra. Basta una lente o uno specchio curvo per creare un fuoco, capace di cuocere pietanze, infuocare legna, sciogliere dell’alluminio.

Forni solari con la neve!

https://www.youtube.com/watch?v=H2gba1AxVk0

https://www.youtube.com/watch?v=bqAJGzE5uwU&NR=1&feature=fvwp

VIDEO:

la potenza delle lenti solari:

https://www.youtube.com/watch?v=eeSyHgO5fmQ

https://www.youtube.com/watch?v=gWmYtO1ebFM

Cucinare con il sole

Pirografia con una lente solare (disegni

bruciando la superficie del legno)

Accendino solare

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Alta concentrazione

Bassa concentrazione

Nelle centrali a solare termodinamiche, viene sfruttata, con differenti sistemi, la forza del sole per scaldare oli sintetici o Sali fusi, per trasformare acqua o liquidi organici in vapore, che faccia girare turbine, collegate ad alternatori. I sistemi più efficienti prevedono sistemi di stoccaggio coibentato dei Sali riscaldati e di teleriscaldamento, per lo sfruttamento del calore non più abbastanza elevato per uso termodinamico.

Approfondimento: www.consulente-energia.com/aa-solare-a-concentrazione-migliori-impianti-a-parabole-lineari-sistemi-con-torre-centrale-collettori-di-fresnel-dischi-con-stirling.html

www.enea.it/it/enea_informa/le-parole-dellenergia/solare-termodinamico/tecnologie-disponibili

Video: www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=h3ZGXd_VwJk#t=63

www.youtube.com/watch?v=Hk40b8tDGBM

www.youtube.com/watch?v=rhr0cqJPfTE#t=83

www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=RAWZf0sowqI

Sali fusi vs oli: www.youtube.com/watch?v=wlmXGQgLZnY

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Centrali a torre: www.solarthermalpower.it/Le%20tecnologie%20degli%20impianti%20a%20Torre%20Centrale%202.htm

Progetto Archimede: www.infobuildenergia.it/approfondimenti/progetto-archimede-43.html

Solar Tower: it.paperblog.com/torre-eolica-ad-energia-solare-il-primo-impianto-sara-installato-in-arizona-2308332/

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Da energia radiante, a

energia termica, a energia cinetica (vento), a energia

meccanica di rotazione, a

energia elettrica. Solar Tower: it.paperblog.com/torre-eolica-ad-energia-solare-il-primo-impianto-sara-installato-in-arizona-2308332/

Torre solare con turbine eoliche

Solare a

concentrazione

Da energia radiante, a energia termica, a energia a energia elettrica.

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SOLARE termico domestico

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=fv7Sg59zI9U

Pannelli solari termici

Esistono diversi tipi di pannelli solari per la produzione di acqua calda (energia termica), ma il principio di base è unico: viene sfruttata l’energia solare, l’effetto serra generato dal vetro e la capacità di assorbire calore di alcuni materiali e dei colori scuri.

Viene fatto scorrere del liquido dentro un sistema di tubi neri, generalmente disposti in un pannello nero, coperto da una lastra di vetro. Il vetro fa passare i raggi di luce solari che, quando colpiscono le pareti del pannello, vengono riflessi come calore (infrarossi).

Il vetro non fa passare i raggi infrarossi, intrappolandoli all’interno del pannello. Il liquido, che può raggiungere anche temperature piuttosto alte, scalderà l’acqua di una caldaia, circolando in una serpentina di tubi.

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=fv7Sg59zI9U

Parabola a concentrazione solare

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Prof. A. Battistelli Fotovoltaico

I pannelli fotovoltaici sfruttano la capacità di alcuni materiali, chiamati semiconduttori, di diventare conduttori e generare flussi di elettroni (elettricità) se colpiti dalla luce solare.

Quando le celle vengono colpite dai raggi solari (fotoni),

Le celle fotovoltaiche tradizionali sono formate da due strati sottili di silicio, opportunamente trattati («drogati» con fosforo, la fettina sopra, e boro, quella sotto).

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elettroni si staccano dagli atomi e viaggiano lungo il circuito elettrico collegato, per ritornare alla

fetta di silicio inferiore.

In questo modo viene generata corrente elettrica.

La corrente generata è di tipo continuo, quindi dev’essere trasformata in alternata (il tipo utilizzato solitamente) da un «inverter».

Prof. A. Battistelli Fotovoltaico

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L’impianto fotovoltaico di giorno produce energia elettrica.

L’energia elettrica è di difficile stoccaggio, quindi viene

ceduta ad un gestore di fornitura elettrica.

La sera, quando l’impianto non produce energia,

l’elettricità viene assorbita dalla rete elettrica.

Due contatori calcolano la differenza tra l’energia

prodotta e quella consumata, ovvero il guadagno o i

consumi da pagare.

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Una critica che viene fatta al fotovoltaico è la necessità di occupare molto ampi spazi per coprire una sostanziale percentuale della considerevole richiesta di energia elettrica. Pannelli e pellicole fotovoltaiche possono però integrarsi perfettamente con l’edilizia, arredi urbani

Singole persone si accordano per condivisioni d’impianti fotovoltaici e affitti di spazi su tettoie (industriali, agricole) per la posa di questi pannelli.

Il fotovoltaico, e la fonte solare in genere, stanno avendo un grandissimo sviluppo anche in Italia, proprio per l’iniziativa di singoli: imprenditori, famiglie e gruppi di persone (ad es. coinquilini, conoscenti o tramite internet).

attività agricole, zootecniche, industriali e artigianali.

Basterebbe una piccola area del Sahara per soddisfare le richieste energetiche mondiali

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Lo sviluppo tecnologico del fotovoltaico porta alla produzione di celle sempre più sottili su film di polimeri plastici, realizzati anche con estratti di frutta. L’efficienza è minore, ma sono applicabili ovunque e con luce diffusa.

film sottile

Efficienza/costi film sottile: www.ecoedility.it/e3news/?p=19

Film sottile spalmabile: www.genitronsviluppo.com/2009/07/13/film-solare-sottile/

Foglie di celle: http://www.gadgetblog.it/post/5560/celle-solari-pieghevoli-provenienti-dal-giappone

Sunny solar bicycle 14

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La provincia di Fukushima si affiderà per il 100% alle fonti energetiche rinnovabili.

Catamarano a energia solare

Automobile a energia solare

Parcheggi con ricarica a energia solare

Solar Impuls, velivolo a energia solare

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Lo sviluppo tecnologico ha creato sistemi fotovoltaici

perfettamente interati con l’architettura, vetri che si

oscurano quando c’è troppa luce, elementi di design.

Spesso queste nuove tecnologie sono abbinate ad una

progettazione chiamata di architettura bioclimatica, che prevede

sistemi di climatizzazione e illuminazione naturale (pag. seguente)

www.zeusnews.it/n.php?c=18352 www.dday.it/redazione/4440/3m-trasforma-le-finestre-in-pannelli-solari.html

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Approfondimento: www.ecoedility.it/e3news/?p=14 VIDEO: www.youtube.com/watch?v=o9_BNTjDR1w#t=240 17

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• Combustibile altamente infiammabile

• Dev’essere stoccato, con cautela, in bombole ad alta pressione o basse temperature

• Viene utilizzato per immagazzinare energia

• Bruciando produce esclusivamente vapore acqueo

• È una sostanza ampiamente disponibile, ma va separata da altre sostanze con le quali è combinata, come l’acqua, gli idrocarburi, le biomasse

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Approfondimento: http://www.repubblica.it/scienze/2014/07/23/news/idrogeno_pulito_e_a_basso_costo_successo_del_cnr-92242880/

http://goodnews.ws/blog/2011/02/10/seatec-2011-acta-energy-torna-a-carrara-energia-pulita-a-costo-zero-con-sole-e-idrogeno/ www.genitronsviluppo.com/2008/10/30/la-rivoluzione-dallenergia-solare-sole-acqua-idrogeno-daniel-nocera-illumina-il-mondo-con-la-sua-invenzione-che-ricrea-la-fotosintesi-

in-modo-artificiale-energia-solare-per-produrre-idrogeno/

L’idrogeno è una sostanza estremamente diffusa, ma in associazione con altre sostanze: nell’acqua, negl’idrocarburi, nel gas naturale e nell’etanolo ricavati da biomasse. L’idrogeno, può essere estratto dall’acqua con vari metodi, specialmente tramite fonti non rinnovabili, abbattendo del tutto l’inquinamento e l’emissione di gas serra.

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A vapore dominante • Centrali geotermiche

Approfondimenti: www.repubblica.it/scienze/2014/07/23/news/idrogeno_pulito_e_a_basso_costo_successo_del_cnr-92242880/

www.lescienze.it/news/2014/08/26/news/produzione_idrogeno_elettrolisi_basso_costo-2262269/

http://goodnews.ws/blog/2011/02/10/seatec-2011-acta-energy-torna-a-carrara-energia-pulita-a-costo-zero-con-sole-e-idrogeno/

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=liK36rs6Yzs#t=44

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L’idrogeno può essere separato dall’acqua anche tramite energia elettrica ottenuta da pannelli fotovoltaici, ottenendo una riserva di energia, da utilizzare per mezzi di trasporto e come combustibile per generatori di elettricità. Anche in assenza di luce, l’idrogeno consente di ottenere quindi energia elettrica, senza alcuna emissione nociva o inquinante e nessun gas serra, solo acqua.

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Approfondimento – celle a combustibile:

www.istitutocalvino.gov.it/studenti/siti/energia/idrogenofunzionamento.html

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Nelle Fuel Cells l’idrogeno genera energia elettrica e vapore acqueo, aggregandosi con l’ossigeno. L’idrogeno è composto da un elettrone e un protone. L’atomo d’idrogeno entra nella cella a combustibile, il protone si divide dall’elettrone e passa attraverso la membrana elettrolitica (energia elettrica), mentre l’elettrone percorre il circuito elettrico. Dall’altra parte della cella, protone ed elettrone dell’idrogeno si ricombinano e, insieme all’ossigeno, formano vapore acqueo.

VIDEO – celle a combustibile:

https://www.youtube.com/watch?v=e-gU-KjUwFw

https://www.youtube.com/watch?v=VThCCnDxzFg 21

L’idrogeno può essere utilizzato come combustibile per motori e trasporti in genere, per la produzione di energia elettrica, per saldatori sicuri..

Auto: https://www.youtube.com/watch?v=AMvVxTCyQu4

In inglese : https://www.youtube.com/watch?v=4AXU2wqQe00

Camion: http://parliamodienergia.wordpress.com/2011/08/29/dalla-california-arriva-il-primo-

camion-a-idrogeno/

Fiamma dall’acqua: https://www.youtube.com/watch?v=fDy5ECerjPQ

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Saldatore

Pila

Trattore Autobus

Auto

Moto

Aereo

Aereo

Camion

Bicicletta

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In questo progetto, l’abitazione è totalmente indipendente dalle reti elettrica, del gas e idrica.

La produzione dell’elettricità è garantita dai pannelli fotovoltaici (e/o dagli impianti micro-eolici).

L’energia elettrica prodotta in eccesso (non utilizzata), viene utilizzata per ricavare idrogeno dall’acqua piovana accumulata e dalle acque di scarico depurate. L’idrogeno, stoccato in bombole, serve per generare energia elettrica di sera e in mancanza di luce naturale, ottenendo anche acqua purissima.

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VIDEO: www.youtube.com/watch?v=sc4yDd2dH5U

Approfondimento: http://design.fanpage.it/off-grid-la-casa-che-produce-acqua-gas-ed-energia-elettrica/ 23

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Idrogeno: video -Come si ricava ----------------- www.youtube.com/watch?v=liK36rs6Yzs#t=44

-Utilizzi------------------------ In inglese : www.youtube.com/watch?v=4AXU2wqQe00

Auto: www.youtube.com/watch?v=AMvVxTCyQu4

Camion: http://parliamodienergia.wordpress.com/2011/08/29/dalla-california-arriva-il-primo-camion-a-idrogeno/

Fiamma dall’acqua: www.youtube.com/watch?v=fDy5ECerjPQ

Casa senza rete: www.youtube.com/watch?v=sc4yDd2dH5U

Idrogeno: approfondimenti -Come si ricava -------------------- http://www.repubblica.it/scienze/2014/07/23/news/idrogeno_pulito_e_a_basso_costo_successo_del_cnr-92242880/

http://goodnews.ws/blog/2011/02/10/seatec-2011-acta-energy-torna-a-carrara-energia-pulita-a-costo-zero-con-sole-e-idrogeno/

www.genitronsviluppo.com/2008/10/30/la-rivoluzione-dallenergia-solare-sole-acqua-idrogeno-daniel-nocera-illumina-il-mondo-con-la-sua-invenzione-che-ricrea-la-fotosintesi-in-modo-

artificiale-energia-solare-per-produrre-idrogeno/

www.lescienze.it/news/2014/09/16/news/coversione_diretta_solare_combustibili_foglia_artificiale-2290139/

Casa senza rete:

http://design.fanpage.it/off-grid-la-casa-che-produce-acqua-gas-ed-energia-elettrica

Solare: video -La potenza del sole------------------- La potenza delle lenti solari: www.youtube.com/watch?v=eeSyHgO5fmQ

www.youtube.com/watch?v=gWmYtO1ebFM

Forni solari con la neve:

www.youtube.com/watch?v=H2gba1AxVk0

www.youtube.com/watch?v=bqAJGzE5uwU&NR=1&feature=fvwp

-Pannelli solari------------------------ www.youtube.com/watch?v=fv7Sg59zI9U

-Fotovoltaico-------------------------- Fotovoltaico: www.youtube.com/watch?v=PnlPzNj_dSw

Effetto fotovoltaico (difficile) : www.youtube.com/watch?v=8XM-QrzRkpo

Impianto fotovoltaico: www.youtube.com/watch?v=SewUFMeVk7s

-Architettura solare_----------------------- www.youtube.com/watch?v=o9_BNTjDR1w#t=240

www.dday.it/redazione/4440/3m-trasforma-le-finestre-in-pannelli-solari.htm

-Solare termodinamico------------------ Centrale a torre

www.youtube.com/watch?v=H4z1HYX0fY8

Progetto archimede

www.youtube.com/watch?v=H4z1HYX0fY8

Parabole

www.youtube.com/watch?v=9fhf27O-1O4

Solar Tower (solare a turbine eoliche)

www.youtube.com/watch?v=0tWlP0knKQU

Solar islands

www.youtube.com/watch?v=D1XyR3YOVZQ

Solare: approfondimenti -La potenza del sole--------------- www.greenme.it/mangiare/cucina/237-cucinare-con-il-sole

-Centrali a torre------------------------ www.solarthermalpower.it/Le%20tecnologie%20degli%20impianti%

20a%20Torre%20Centrale%202.htm

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