Quali sono le energie rinnovabili

Con l’espressione energie rinnovabili si fa riferimento a tutte le fonti di energia che possono essere considerate illimitate, in quanto si rigenerano nel tempo. La rigenerazione deve però avvenire almeno alla stessa velocità con cui l’energia viene utilizzata, altrimenti anche lo stock delle energie rinnovabili finirebbe per esaurirsi.

Le energie rinnovabili rientrano nel più vasto settore della green economy. In questo contesto diventano sempre più importanti e diventa necessario capire come gestirle all’interno di un’impresa e nel pubblico. Utile a tal proposito il master in green economy attivato da Unicusano.

Per capire bene cosa si intende per energie rinnovabili può essere utile capire cosa sono le energie non rinnovabili. Queste derivano da fonti che tendono ad esaurirsi.

Le fonti non rinnovabili risultano essere le più sfruttate in quanto producono massicce quantità di energia, tra queste ci sono:

• il carbone fossile: è un combustibile fossile che viene estratto da miniere, sotterranee o a cielo aperto, oppure prodotto artificialmente;
• il petrolio: è un liquido combustibile viscoso, detto anche oro nero, che si trova in giacimenti negli strati superiori della crosta terrestre;
• i gas naturali: sono prodotti dalla decomposizione anaerobica di materiale organico e si trovano o allo stato fossile, con petrolio e carbone, o da giacimenti esclusivi;
• l’energia nucleare: prodotta dalle trasformazioni nei nuclei atomici, definite reazioni nucleari.

Attualmente con una produzione pari quasi a 3,5 miliardi di tonnellate annue il petrolio è la principale forma di energia dell’età contemporanea. Secondo il carbone, che copre il 27% dei consumi energetici mondiali. Infine ci sono i gas naturali, ossia metano, propano, butano e pentano, che coprono il 23,5% del consumo.

I combustibili fossili però:

• non hanno riserve illimitate;
• sono distribuiti in modo diseguale nel mondo;
• comportano il surriscaldamento dell’atmosfera terrestre e sono corresponsabili dei cambiamenti climatici.

È indispensabili ripensare alle modalità di produzione dell’energia tanto per arginare i problemi ambientali dovuti all’inquinamento, quanto per l’inevitabile esaurimento delle fonti non rinnovabili.

Le fonti di energia rinnovabile 

Diverse sono le possibili strade da intraprendere quando si parla di produzione di energia attraverso fonti rinnovabili:

•  energia solare;
• energia eolica;
• energia geotermica;
•  energia idroelettrica;
•  energia da biomasse;
•  energia oceanica o marina. 

Vediamo nello specifico ciascuna di esse…

 Energia solare 

Cosa si intende per energia solare? L’energia, elettrica o termica, prodotta attraverso l’energia irradiata dal Sole verso la Terra.

Il Sole è una stella G2, il cui nucleo, ogni secondo, convertendo 700 milioni di tonnellate di idrogeno in elio, rilascia un’energia di 386 miliardi di megaWatt.

La superficie terrestre viene raggiunta da 170.000 TeraWatt di energia solare. Non tutte le radiazioni arrivano al suolo; l’atmosfera in parte le riflette, in parte ne permette l’assorbimento.

Le tecnologie per sfruttare l’energia solare sono le seguenti:

• pannello solare: converte i raggi solari in energia termica per scaldare un liquido direttamente o come pompa di calore;
• pannello solare a concentrazione: concentra i raggi del sole in un punto, mediante specchi parabolici, e il calore che si genera surriscalda un liquido termovettore o un serbatoio;
• pannello fotovoltaico: trasforma direttamente la radiazione solare in energia elettrica.

Energia eolica 

È generata dalla forza cinetica di una massa in movimento, il vento.

Questa viene sfruttata fin dall’antichità: la navigazione per molti secoli ha fatto affidamento alla forza del vento, ma non solo; al fianco delle vele troviamo i mulini a vento, sfruttati per macinare grano, olive e altri prodotti agricoli.

L’evoluzione dei mulini a vento ha portato allo sviluppo di impianti aerogeneratori.

Le componenti di una pala eolica sono:

• palo: il cui scopo è mantenere in alto le pale;
• pale eoliche: che, grazie alla loro forma aerodinamica, catturano l’energia del vento;
• rotore meccanico: collega le pale eoliche a una dinamo che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.

L’eolico off-shore rappresenta un’ulteriore evoluzione di questo sistema. Le pale eoliche vengono collocate in alto mare, ancorate ai fondali marini. Questo tipo di soluzione è stata pensata in quanto sul mare il vento soffia costantemente grazie allo scambio di masse d’aria con la terraferma.

Energia geotermica 

È generata per mezzo di fonti geologiche di calore.

Scendendo in profondità, la temperatura del suolo aumenta; nello specifico +3°C ogni 100 metri. Ci sono, inoltre, alcune zone in cui il calore è maggiormente concentrato; proprio da queste l’energia è facilmente recuperabile.

Con l’espressione geotermia a bassa entalpia si fa riferimento alla pompa di calore geotermica. Questa, inserita negli impianti di climatizzazione degli edifici, consente lo scambio termico di calore con il sottosuolo.

Oltre al sistema di termoriscaldamento, l’energia elettrica di natura geotermica può essere generata tramite turbine.

Energia idroelettrica 

È data dalla forza di movimento dell’acqua; più nello specifico l’energia potenziale gravitazionale, di una massa d’acqua, diventa energia cinetica, con il superamento di un dislivello, e poi, a sua volta, è trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica.

Tra le prime forme di sfruttamento dell’energia dell’acqua i mulini ad acqua. Al fianco di questi troviamo le centrali idroelettriche. Ma come è fatta una centrale idroelettrica? Questa è costituita da una serie di turbine che ruotano grazie alla forza dell’acqua. Ad ogni turbina è collegato un alternatore che trasforma il movimento rotatorio in energia.

Energia da biomasse 

Con il termine biomasse si fa riferimento a tutti quei materiali, di origine biologica, che sono scarti di agricoltura, allevamento e industria.

Si parla di biomasse come fonti di energia rinnovabile in quanto la lavorazione di questi scarti non provoca il rilascio di  nuova anidride carbonica, causa principale dell’effetto serra.

Energia marina o oceanica

Questa è l’energia racchiusa nei mari e negli oceani.

Diverse sono le fonti di energia marina:

• energia delle correnti marine;
• energia osmotica o di gradiente salino;
• energia del moto ondoso;
• energia maremotrice;
• energia talassotermica.

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