Come tutti sappiamo l’energia elettrica che usiamo quotidianamente proviene dalle Centrali Elettriche, ma esistono diversi tipi di centrali con diversa efficienza… Andiamo a guardare le centrali nel loro specifico e cerchiamo di capire come funzionano.
Centrali Termoelettriche
La centrale più diffusa sulla Terra è il tipo di Centrale Termoelettrica. Un elemento combustibile viene bruciato producendo calore, il calore così prodotto serve a riscaldare una serie di tubi contenti acqua ad alta pressione. L’acqua riscalda diventa vapore che raggiunge temperature elevatissime. Il vapore prodotto arriva in delle turbine dette turbine a vapore, dove viene prodotta energia meccanica che tramite un albero di trasmissione collegato ad alternatori l’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica. Il vapore dopo aver fatto girare la turbina viene condensato e ritorna acqua, quindi viene nuovamente immesso nel sistema
.Il grande vantaggio di queste centrali è che hanno una produzione costante (non hanno alti e bassi come altre centrali): danno sempre il massimo rendimento. Inoltre sono state inventate centrali a ciclo combinato: il gas viene bruciato in una turbina a gas che, collegata ad un alternatore, produce elettricità. Poi i gas di scarico della turbina vengo utilizzati per riscaldare acqua che si trasformerà in vapore e andrà a sua volta a far girare un'altra turbina producendo così altra energia elettrica. Naturalmente i residui della combustione dei combustibili vengono immessi nell’aria andando ad aggravare il fenomeno dell’inquinamento atmosferico. Nei paesi più poveri, dato l’alto costo della produzione di queste centrali, non sempre vengono costruiti gli apparati di depurazione. Però effettivamente è possibile ridurre l’inquinamento atmosferico utilizzando combustibili meno inquinanti e il calore in eccesso può essere utilizzato per il riscaldamento sostituendo le caldaie delle abitazioni vicino alla centrale.
.Il grande vantaggio di queste centrali è che hanno una produzione costante (non hanno alti e bassi come altre centrali): danno sempre il massimo rendimento. Inoltre sono state inventate centrali a ciclo combinato: il gas viene bruciato in una turbina a gas che, collegata ad un alternatore, produce elettricità. Poi i gas di scarico della turbina vengo utilizzati per riscaldare acqua che si trasformerà in vapore e andrà a sua volta a far girare un'altra turbina producendo così altra energia elettrica. Naturalmente i residui della combustione dei combustibili vengono immessi nell’aria andando ad aggravare il fenomeno dell’inquinamento atmosferico. Nei paesi più poveri, dato l’alto costo della produzione di queste centrali, non sempre vengono costruiti gli apparati di depurazione. Però effettivamente è possibile ridurre l’inquinamento atmosferico utilizzando combustibili meno inquinanti e il calore in eccesso può essere utilizzato per il riscaldamento sostituendo le caldaie delle abitazioni vicino alla centrale. Centrali Idroelettriche
Le Centrali Idroelettriche sfruttano l’energia cinetica dell’acqua per far muovere le turbine. Il più grande vantaggio di queste centrali è che non utilizzano nessun tipo di combustibile, l’acqua è praticamente illimitata. Le centrali Idroelettriche si suddividono in 2 tipi: Centrali ad acqua fluente e a caduta. Le Centr
ali ad Acqua Fluente utilizzano come energia cinetica l’acqua fluviale, che fa muovere le turbine e tramite l’albero di trasmissione, ove vi sono degli alternatori, trasformano l’energia cinetica in energia elettrica. Le Centrali a Caduta invece sfruttano le dighe e le condotte forzate dove l’acqua va in pressione e acquista notevole velocità che poi farà girare le solite turbine. Durante la notte l’acqua scesa e accumulata in un bacino viene fatta tornare nella diga tramite apposite pompe. Le centrali Idroelettriche non hanno grossi svantaggi. Esiste un tipo di centrali con funzionamento analogo, le Centrali Mareomotrici che sfruttano l’energia cinetica prodotta dalle maree. Durante l’alta marea l’acqua viene accumulata in un bacino, che tramite condotte forzate, porta l’acqua in pressione a una turbina che tramite un albero di trasmissione e appositi alternatori produce energia elettrica.
ali ad Acqua Fluente utilizzano come energia cinetica l’acqua fluviale, che fa muovere le turbine e tramite l’albero di trasmissione, ove vi sono degli alternatori, trasformano l’energia cinetica in energia elettrica. Le Centrali a Caduta invece sfruttano le dighe e le condotte forzate dove l’acqua va in pressione e acquista notevole velocità che poi farà girare le solite turbine. Durante la notte l’acqua scesa e accumulata in un bacino viene fatta tornare nella diga tramite apposite pompe. Le centrali Idroelettriche non hanno grossi svantaggi. Esiste un tipo di centrali con funzionamento analogo, le Centrali Mareomotrici che sfruttano l’energia cinetica prodotta dalle maree. Durante l’alta marea l’acqua viene accumulata in un bacino, che tramite condotte forzate, porta l’acqua in pressione a una turbina che tramite un albero di trasmissione e appositi alternatori produce energia elettrica. Centrali a Fissione Nucleare
Le Centrali a Fissione Nucleare sfruttano come combustibile l’uranio. La centrale
si divide in 2 parti: Edificio con il Reattore e la Sala Macchine. L’edificio con il Reattore è costituito da un enorme cilindro di cemento armato. Il reattore alto circa 22 m, è anch’esso un cilindro di acciaio inossidabile avvolto da una schermatura di cemento armato. All’interno si trova il nocciolo, cioè l’insieme degli elementi combustibili contenenti l’uranio e le barre di controllo. La sala macchine è uguale a quella di una centrale termoelettrica. Quindi l’acqua viene pompata, assorbe il calore e si trasforma in gas, il gas fa girare le turbine che poi viene condensato e viene rimesso in circolo.I vantaggi di queste centrali sono una grande produzione di energia e ritmo costante, ma gli svantaggi sono molti di più! La costruzione di una centrale a fissione nucleare può impiegare dai 15 ai 25 anni. Inoltre attualmente non esiste un rimedio per lo smaltimento delle scorie il cui tempo per la caduto della radioattività è immenso(Problema Scorie). Inoltre le Centrali a Fissione Nucleare hanno una durata abbastanza scarsa sui 40-60 anni e un costo elevato: 15 miliardi.
si divide in 2 parti: Edificio con il Reattore e la Sala Macchine. L’edificio con il Reattore è costituito da un enorme cilindro di cemento armato. Il reattore alto circa 22 m, è anch’esso un cilindro di acciaio inossidabile avvolto da una schermatura di cemento armato. All’interno si trova il nocciolo, cioè l’insieme degli elementi combustibili contenenti l’uranio e le barre di controllo. La sala macchine è uguale a quella di una centrale termoelettrica. Quindi l’acqua viene pompata, assorbe il calore e si trasforma in gas, il gas fa girare le turbine che poi viene condensato e viene rimesso in circolo.I vantaggi di queste centrali sono una grande produzione di energia e ritmo costante, ma gli svantaggi sono molti di più! La costruzione di una centrale a fissione nucleare può impiegare dai 15 ai 25 anni. Inoltre attualmente non esiste un rimedio per lo smaltimento delle scorie il cui tempo per la caduto della radioattività è immenso(Problema Scorie). Inoltre le Centrali a Fissione Nucleare hanno una durata abbastanza scarsa sui 40-60 anni e un costo elevato: 15 miliardi. Centrali Eoliche
Le Centrali Eoliche sfruttano come energia cinetica l’energia del vento. Il vento fa ruotare le pale, che sono collegate ad un albero di trasmissione e di conseguenza ad un alternatore per trasformare l’energia cinetica in energia elettrica. Le centrali eoliche hanno un costo relativamente basso: 1 000 000 € . Queste centrali non producono rifiuti, come tutte le centrali a energia rinnovabile (idroelettriche,solari e geotermiche). Occupano solo 100 m2. Da tempo la tecnologia ha prodotto alberi di trasmissione più lenti per attutire l’impatto acustico. Lo svantaggio è che il vento non è costante ergo questi impianti producono solo il 25% di quello che potrebbero produrre.
Centrali GeoTermoelettriche
Le Centrali GeoTermoelettriche sfruttano come energia cinetica, il vapore acqueo ad alta pressione che si trova 
nel sottosuolo. L’area in cui si trova il vapore è detta area Geotermica. Una volta costruita la centrale, che funzionerà con condotte per portare il vapore alle turbine a vapore, che farà muovere l’albero di trasmissione e un alternatore produrrà energia elettrica, la centrale funzionerà senza aver bisogno di nessun tipo di combustibili, quindi non avrà impatto ambientale.Ma esistono notevoli svantaggi, le aree Geotermiche sono limitate e piuttosto rare. Hanno bisogno di una manutenzione costante siccome le acque del sottosuolo sono ricche di sali disciolti.
nel sottosuolo. L’area in cui si trova il vapore è detta area Geotermica. Una volta costruita la centrale, che funzionerà con condotte per portare il vapore alle turbine a vapore, che farà muovere l’albero di trasmissione e un alternatore produrrà energia elettrica, la centrale funzionerà senza aver bisogno di nessun tipo di combustibili, quindi non avrà impatto ambientale.Ma esistono notevoli svantaggi, le aree Geotermiche sono limitate e piuttosto rare. Hanno bisogno di una manutenzione costante siccome le acque del sottosuolo sono ricche di sali disciolti.Centrali Fotovoltaiche
Sono centrali basate sulle Celle Fotovoltaiche che, quando vengono colpiti dal sole convertono l’energia solare in elettricità. Queste celle però hanno scarsa efficienza siccome una cella di 10 x 10 cm produce solo 1,5 W. Inoltre i pannelli solari hanno una piccola durata: 20-25 anni. Anche se questo tipo di centrali ha una scarsa efficienz bisogna indirizzare la ricerca verso il miglioramento di queste celle fotovoltaiche.
Queste sono per ora le centrali attualmente utilizzate per la produzione di energia elettrica, lascio a voi riflettere su quale investire e su quale no. Finche riflettete su queste centrali mi dilungo un altro po’ mostrandovi quali sono gli sviluppi futuri…
Sviluppi Futuri
Materia e Anti-Materia
Anche se attualmente non c’è nessuna ricerca in questo campo, da anni gli studi hanno prodotto l’anti-materia( si tratta di anti-particelle e anti-atomi) e ha anche costatato che lo scontro fra l’anti-materia e la materia provoca l’annichilimento delle due particelle convertendo la massa in energia.
Centrale Solare Orbitale
Questo tipo di centrale funzione come le celle fotovoltaiche con l’unica differenza che i pannelli in questo caso vengono spediti in orbita quindi prendono le radiazioni solari 24 ore su 24 trasmettendo tramite microonde o potenti laser l’energia elettrica ottenuta.
Centrali a Fusione Nucleare
La maggiore iniziativa è il progetto ITER che prevede la fusione nucleare di due nuclei di trizio e deuterio per la generazione di un nucleo più pesante (elio) e di un'enorme quantità di energia. Attualmente gran parte dei finanziamenti sono rivolti verso questo tipo di progetto. Il progetto ITER prevede la generazione di plasma stabile che fornisca più energia di quanta ne richiede per la sua generazione. Questo progetto non è in grado di produrre energia elettrica: questo sarà lo scopo del successivo progetto DEMO. Il progetto DEMO mira a convertire l'energia disponibile dalla fusione nucleare in energia elettrica e solo dopo il completamento di questi progetti si potranno costruire centrali elettriche a fusione nucleare. Le prime centrali operative sono previste per il 2050. Queste centrali produrrebbero come scoria solo elio che non è un gas radioattivo e non utilizzano sistemi di combustione quindi non avrebbero nessun impatto ambientale.
Levo
0 commenti:
Posta un commento