Le fonti di energia: riassunto

Le fonti di energia

L’energia è la capacità di compiere un lavoro. Per illuminare le città e le reti stradali, per tenere calde la case, per far funzionare gli apparecchi tecnologici e le industrie si ha bisogno di energia. La materia prima sono le fonti energetiche, ossia ciò che la natura ci ha messo a disposizione e che noi possiamo utilizzare direttamente allo stato naturale, le fonti primarie, o che dobbiamo trasformare affinché possano essere utilizzate, le fonti secondarie.

Fonti primarie e fonti secondarie

Sono fonti primarie il petrolio, il carbone, il gas naturale, l'acqua dei fiumi e dei laghi, il sole, il vento, il calore della terra, i combustibili nucleari come l'uranio, la forza delle onde e delle mare. Sono fonti secondarie, ad esempio, i prodotti derivati dalla lavorazione del petrolio, come l'olio combustibile.

Fonti esauribili e rinnovabili

Le fonti di energia si distinguono anche, secondo la durata delle fonti, in:

• fonti esauribili, come i combustibili fossili e l’uranio;
• fonti rinnovabili, come il ciclo dell’acqua, le biomasse, l’origine dei venti, l’origine delle maree e il sole.

Secondo l’importanza economica e il soddisfacimento del fabbisogno energetico si dividono in:

• fonti principali, come i combustibili fossili, le termoelettriche;
• fonti complementari, come le idroelettriche e le nucleari;
• fonti alternative, come le fotovoltaiche, eoliche, geotermiche, biomasse o biogas e delle centrali a raggi solari;

Pregi e difetti delle fonti energetiche

Le fonti di energia presenti sulla Terra hanno sia pregi che difetti:

• Il Sole: l’energia solare è gratuita, inesauribile e diffusa in tutto il mondo. Non inquina e non produce residui. D'altra parte il Sole è una fonte non continua, sparisce di notte e quando è nuvoloso. Gli impianti costano molto e per produrre buoni quantitativi di elettricità è necessario coprire grandi aree con pannelli solari.
• Carbone, petrolio e gas: sono le fonti più diffuse, sono facilmente utilizzabili, producono molta energia e possono essere trasportati, messi in magazzino e utilizzati quando servono. Hanno alti poteri calorifici. Non sono rinnovabili. Il loro prezzo è variabile e si modifica in funzione della disponibilità sul mercato e della situazione politica internazionale. Quando vengono bruciati, producono anidride solforosa, polveri, ossidi di azoto e anidride carbonica: devono quindi essere utilizzate con impianti complessi per evitare che diventino fonti di inquinamento per l'atmosfera.
• Acqua: l’energia dell’acqua è abbondante e pulita. Durante la notte, quando la domanda di energia è minore, l'acqua in alcuni impianti specializzati può essere pompata verso l'alto, per essere poi riutilizzata nei momenti in cui c'è più bisogno di energia. È disponibile solo dove esistono fiumi e bacini idrici naturali o artificiali. I bacini artificiali possono avere un significativo impatto ambientale, modificando l'equilibrio idrogeologico e gli ecosistemi.
• Geotermia: è una fonte inesauribile e poco inquinante, molto adatta per la produzione di energia termica. Solo alcune zone permettono l'utilizzo dell'energia geotermica.
• Vento: è inesauribile, non produce residui e non inquina. Solo alcune località sono adatte all'utilizzo dell'energia eolica, che necessita di ampie superfici, spesso sui crinali dei monti; i costi di realizzazione degli impianti sono ancora alti.
• Biomasse: sono fonti rinnovabili. Nel caso dei rifiuti organici o degli scarti dell'agricoltura, utilizzano un'energia "riciclata". Possono soddisfare solo in minima parte i fabbisogni energetici. Sono adatte a usi locali.
• Uranio: produce un'energia pulita in quanto non comporta emissioni di gas serra. La disponibilità di uranio è molto grande. Permette lo sviluppo di centrali di grande potenza che producono energia a basso costo.

Le centrali idroelettriche

La centrale idroelettrica trasforma l’energia idraulica di un corso d’acqua, naturale o artificiale, in energia elettrica.

In linea generale lo schema funzionale comprende l’opera di sbarramento, una diga o una traversa, che blocca il corso d’acqua creando un invaso che può essere un serbatoio, o un bacino, dove viene tenuto un livello pressoché costante dell’acqua. Attraverso opere di adduzione, cioè il passaggio dai punti di prelievo dell'acqua potabile ai serbatoi, canali e gallerie di derivazione l’acqua viene convogliata in vasche di carico e, mediante condotte forzate, nelle turbine, attraverso valvole di immissione di sicurezza e organi di regolazione dell portata distributori di acqua secondo la domanda di energia. L’acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico attraverso il quale viene restituita al fiume.

Direttamente convogliato alla turbina è montato l’alternatore, che è una macchina elettrica rotante in grado di trasformare in energia elettrica l’energia meccanica ricevuta dalla turbina. L’energia elettrica ottenuta deve essere trasformata per poter essere trasmessa a grande distanza. Pertanto prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione passa attraverso il trasformatore che abbassa l’intensità della corrente elevandone però la tensione. Giunta sul luogo di utilizzo l’energia elettrica passa di nuovo in un trasformatore che, questa volta, alza l’intensità di corrente ed abbassa la tensione così da renderla adatta agli usi domestici.

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