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Energia rinnovabili

Quali sono le energie rinnovabili

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Le energie rinnovabili, definite anche energie alternative, sono quelle fonti di energia che al contrario dei combustibili fossili e nucleari si possono ritenere inesauribili e non inquinanti per l’ambiente. Ci occupiamo delle principali fonti di energia rinnovabili in Italia e nel mondo e forniamo i link di alcune aziende o enti che si occupano di "energia rinnovabili".
Energia rinnovabili
Attualmente l’energia che utilizziamo sulla Terra è per oltre 80% data dai combustibili fossili, come il metano, il carbone e il petrolio, che forniscono energie non rinnovabili e che si consumeranno in tempi relativamente brevi. Al fine di salvaguardare l’ambiente molti paesi si sono impegnati a perseguire un diverso modello di sviluppo economico che sia sostenibile e si armonizzi con la crescente domanda energetica mondiale. L’aumento del benessere ha provocato un forte aumento di richiesta energetica che con l’utilizzo dei combustibili fossili ha provocato notevoli danni ambientali (danneggiamento delle risorse, diminuzione della biodiversità, produzione di rifiuti e altro, aumento CO2). Tra gli strumenti identificati per raggiungere l’obiettivo di uno sviluppo sostenibile vi è quello dell'uso delle fonti energetiche rinnovabili (FER), tra le quali ne citiamo alcune che sono di rilievo quali: energia solare, idraulica, eolica, delle biomasse, delle onde e delle correnti marine, l’energia geotermica, l’energia delle maree e i rifiuti industriali e urbani. Le fonti rinnovabili sono nella quasi totalità inesauribili e hanno impatto ambientale nullo non generando né gas serra, né scorie inquinanti da smaltire; inoltre si rinnovano in un lasso di tempo abbastanza breve (ad esempio l’energia solare è disponibile con continuità mentre per le biomasse in genere ci vuole qualche anno). Le energie rinnovabili sono ormai presenti in molte realtà e il loro trend di crescita per la produzione di energia è in incessante aumento; ciò è dovuto al continuo miglioramento delle tecnologie applicate agli impianti per la produzione di energie rinnovabili, alle nuove scelte di politica energetica che la maggior parte dei paesi hanno fatto per contenere la dipendenza energetica dai paesi fornitori di combustibili fossili (anche con incentivi da parte dello Stato) e per cercare di evitare che si presentino emergenze ambientali. Questa crescita ha come risvolto positivo il notevole aumento degli addetti al settore in particolare per quello locale con produzione energetica fatta sul territorio nazionale, inoltre questa crescita dà un forte impulso alla ricerca e all’innovazione tecnologica. In Italia ci sono circa 500 mila impianti che utilizzano fonti energetiche rinnovabili e che sono presenti su tutto il territorio nazionale. L’energia rinnovabile è quella fonte di energia che con il suo uso non compromette le risorse naturali; inoltre passare all’energia alternativa può diventare un’occasione per rivedere e cambiare in meglio la qualità dei nostri centri urbani, recuperando e modificando i nostri edifici costruiti nel passato senza la dovuta attenzione al risparmio energetico e al costo dell’energia.

Energia rinnovabili: recenti dati in Italia e nel mondo
GSE (Gestore Servizi Energetici) ha pubblicato il Rapporto Statistico 2016 sulle fonti rinnovabili in Italia. In particolare emerge che ogni 10 kWh consumati per i vari usi circa 2 sono prodotti da fonti rinnovabili, con minori emissioni (-73 milioni di tonnellate di CO2). Nel 2016 l’Italia è in linea con gli obiettivi europei al 2020, con il 17,35% dei consumi complessivi di energia nei tre settori elettrico, termico e dei trasporti coperti da fonti rinnovabili. E' stata raggiunta una produzione elettrica dalle rinnovabili del 37,3%, con plù di 742.000 impianti in esercizio per una potenza installata di 52,3 GW e una produzione di energia rinnovabile di 108 TWh.Tra le rinnovabili l’idroelettrico copre il 39% della generazione elettrica, il fotovoltaico (20%), le bioenergie (18%) e l’eolico (16% con la maggiore crescita nel 2016). Nel comparto termico il 19% dei consumi proviene da fonti rinnovabili, con la biomassa solida (legna da ardere e pellet) arriva al 70% dei consumi termici rinnovabili e le pompe di calore (25%). Nel campo dei trasporti, nel 2016 sono utilizzati 1,2 milioni di tonnellate di biocarburanti, in in gran parte biodiesel. Gli investimenti nel comparto delle rinnovabili hanno permesso di aumentare non solo la produzione energetica ma hanno portato vantaggi con l'occupazione di migliaia di lavoratori.
Rileviamo dal rapporto Renewables 2017 dell'Iea (International Energy Agency) un notevole cambiamento che continua a stupire per la sua accelerazione, in particolare nel 2016, per la prima volta, i megawatt prodotti con il fotovoltaico hanno superato quelli del carbone e il solare ha aumentato la sua capacità produttiva del 50%. Le fonti rinnovabili hanno fornito i due terzi della nuova potenza elettrica installata nel pianeta raggiungendo il 24% del totale dell'elettricità prodotta nel mondo; nel 2022 raggiungeranno il 30% preparandosi al sorpasso sul carbone, nello stesso anno le fonti rinnovabili forniranno una quantità di elettricità pari a quella consumata da Cina, India e Germania assieme.

Energia rinnovabili: Link di riferimento
Vi indichiamo alcuni link di aziende/enti che si interessano di energia rinnovabile e che sono rilevanti in campo nazionale. Enel Green Power società del Gruppo Enel dedicata allo sviluppo e alla gestione delle attività di generazione di energia da fonti rinnovabili a livello internazionale, presente in Europa e nel continente americano; leader di settore a livello mondiale con decine di miliardi di chilowattora prodotti da acqua, sole, vento e calore della terra, in grado di soddisfare i consumi di milioni di famiglie ed evitare ogni anno decine di milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica. Rinnovabili.it si propone come testata telematica quotidiana dedicata a tutte le fonti rinnovabili di energia, iniziativa di informazione alla quale hanno aderito numerosi giornalisti, ricercatori e progettisti, sotto il patrocinio di Enti istituzionali e scientifici nella ricerca e nella divulgazione sui principali temi della sostenibilità. Enea Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile si interessa della ricerca e dello sviluppo tecnologico delle fonti di energia rinnovabile e degli incentivi statali relativi, con lo scopo di far si che il paese disponga di un sistema energetico diversificato, economicamente sostenibile e a basso impatto ambientale; in questo ambito: svolge e promuove attività di ricerca, favorisce i processi di innovazione tecnologica nelle industrie e nelle pubbliche amministrazioni, fornisce supporto tecnico e organizzativo alle pubbliche amministrazioni, svolge e supporta campagne di sensibilizzazione rivolte ai cittadini, per diffondere nuove tecnologie e per promuovere modelli di consumo alternativi. Fonti Rinnovabili è il portale di Legambiente che si interessa di energie alternative, trattando ampiamente le principali fonti rinnovabili come: l’idroelettrico, il solare, le biomasse, l’eolico, il geotermico. EnergoClub un’associazione “onlus” di cultori, ricercatori, innovatori e appassionati di fonti energetiche rinnovabili e di tecnologie efficienti con l’'obiettivo della riconversione del sistema energetico, dall'attuale basato sulle fonti esauribili, ad un sistema sostenibile basato sulle fonti di energia rinnovabili; conducendo concrete attività di divulgazione, didattica e promozione a sostegno dell’energia pulita.

Energia rinnovabili: Tipologie delle fonti
Tra le principali tipologie di fonti rinnovabili analizziamo le seguenti.
Energia Solare
L'energia solare è quel tipo di energia che otteniamo utilizzando direttamente l'energia originata dal Sole sotto forma di onde elettromagnetiche. Tra le energie rinnovabili quella solare è la più rilevante fonte energetica che possiamo sfruttare, si consideri che l’energia solare che raggiunge la Terra è migliaia di volte più grande di quella che impieghiamo nel mondo nella stesso tempo. L’energia solare che riusciamo a captare per mezzo degli impianti solari si può convertire in energia elettrica o termica; trova applicazione in edilizia, in agricoltura, nella dissalazione dell’acqua marina e altro. In Italia vi è una notevole possibilità di sfruttamento delle radiazioni solari, per cui è più facile e vantaggioso assicurarsi energia dagli impianti solari rispetto ai paesi del nord Europa. Diverse nazioni si stanno muovendo con studi e ricerche che consentiranno in un prossimo futuro la produzione di nuove celle per una più conveniente captazione dell’energia solare e nel contempo si sta cercando di abbassare i costi produttivi. Le tipologie di realizzazione degli impianti solari sono tre:
1) “fotovoltaico” che tramite un apposito modulo/pannello converte l’energia presente nella radiazione solare in energia elettrica (con “impianti isolati” ovvero scollegati dalla rete elettrica pubblica o “impianti connessi” allacciati alla rete elettrica);
2) “solare termico” che utilizza l'energia solare, attraverso appositi moduli/pannelli, per riscaldare l'acqua che può essere impiegata sia per riscaldare edifici che per procurarsi acqua calda;
3) “termodinamico” detto anche “solare a concentrazione” nuova tecnologia che impiega energia solare per riscaldare un fluido (olio minerale, sali fusi, gas), che immagazzinando energia permette il funzionamento di una turbina che genera energia elettrica.
Energia eolica
L’energia eolica è quella fornita dal vento e negli ultimi anni, tra tutte le fonti rinnovabili, ha avuto la più forte crescita; questo è dovuto anche all’elevato livello tecnologico raggiunto dagli impianti eolici, che permette loro di competere con le tradizionali fonti di energia non rinnovabile di natura fossile. Questo tipo di energia è anche particolarmente competitiva, sia dal punto di vista economico che da quello della tutela ambientale. Per produrre energia elettrica si utilizzano gli aerogeneratori macchine che sotto la spinta del vento fanno muovere delle pale che con il loro movimento di rotazione permettono ad un generatore di produrre elettricità. Gli aerogeneratori hanno forme e grandezze diverse, ci sono a una, due o tre pale, con lunghezze delle pale che vanno dai 50 centimetri (utilizzati come caricabatterie) ai circa 30 metri (sono in grado di erogare una potenza di 1.500 kW). L’aerogeneratore di taglia media, quello maggiormente utilizzato, è alto oltre 50 metri, con due o tre pale lunghe circa 20 metri (è in grado di erogare una potenza di 500-600 kW). Le “wind-farm”, ovvero le fattorie del vento, sono realizzate mettendo insieme più aerogeneratori collocati ad una distanza uno dall'altro pari a 5/10 volte il diametro delle pale; pertanto, nel caso di aerogeneratori medi ne viene installato uno ogni 200 metri; queste fattorie del vento e svolgono una funzione analoga alle tradizionali centrali elettriche. Le fattorie del vento si possono realizzare anche in mare (impianti eolici "offshore"). 
Energia idroelettrica
L’idroelettrico è la più rilevante fonte di energia rinnovabile al mondo. Il suo ciclo è il seguente, l’energia solare permette all’acqua di evaporare dagli oceani e questo vapore ricade sui continenti come neve o pioggia, trasformando l’energia potenziale presente nelle masse d’acqua in quota in energia cinetica, durante lo scavalcamento di un dislivello poi questa energia  viene trasformata da un alternatore accoppiato ad una turbina in energia elettrica. Possiamo definire l'acqua come il fluido circolante in una gigantesco meccanismo termico alla cui alimentazione provvede il Sole. L'energia idroelettrica viene presa da fiumi, laghi e bacini tramite la costruzione di dighe di sbarramento e di condotte forzate. Vi sono diverse tipologie d’impianti, le più note sono a: “acqua fluente”- impianti idroelettrici posizionati sul corso d'acqua; “bacino”- l'acqua è raccolta in un bacino per mezzo della costruzione di sbarramenti o dighe; “accumulo”-  l'acqua viene portata in quota utilizzando impianti di pompaggio. Negli ultimi anni si sta diffondendo la mini-idraulica, cioè l’uso di piccole centrali idroelettriche che sfruttano anche i piccoli corsi d’acqua per la produzione di energia elettrica; l’energia così prodotta è utilizzabile sia dai privati che da aziende artigianali, agricole e della piccola e media industria. La mini-idraulica oltre ad essere un’energia rinnovabile, ha un modesto impatto visivo e richiede pochi interventi manutentivi; inoltre gli impianti si possono inserire in sistemi di distribuzione e irrigazione delle acque già presenti, ottenendo così notevoli risparmi in fase di costruzione.
Energia geotermica
Con il termine "Geotermia" s’intende “calore della Terra”, ma nell’attuale uso del vocabolo lo interpretiamo come la tecnica per il riscaldamento e raffreddamento di edifici per ottenere acqua calda dal sottosuolo utilizzandolo come serbatoio di calore. Quella geotermica è un’energia rinnovabile e sempre più disponibile scendendo in profondità. L’impiego di energia geotermica nel mondo è abbastanza contenuto, ma in Italia l’utilizzo di questo tipo energia sta avendo un notevole trend positivo. La geotermia si segmenta in due tipologie: “la classica” che capta dal “sottosuolo caldo” il calore per il riscaldamento diretto e per la produzione di energia elettrica (attraverso una turbina a vapore) e quella a "bassa entalpia", che adopera il sottosuolo come serbatoio termico da cui nel periodo invernale l’impianto prende calore dal sottosuolo cedendolo agli edifici, mentre in estate immette nel sottosuolo il calore in esubero dei fabbricati. L’uso più rilevante della geotermia a "bassa entalpia" è quello per la climatizzazione degli stabili, a cui si aggiunge la produzione di acqua calda sanitaria. Quella geotermica è una fonte energetica che si può utilizzare in ogni luogo, la sua erogazione è ininterrotta e non dipende da condizionamenti del clima; viene usata localmente perché il suo trasporto è abbastanza difficoltoso.
Energia da biomasse
Intendiamo per biomasse quei materiali di natura organica (vegetale o animale) che è possibile impiegare immediatamente come combustibili o convertirli in combustibili solidi, liquidi o gassosi, per utilizzarli nella produzione di energia. Quella proveniente dalla biomasse è un’energia rinnovabile e inesauribile. In particolare indichiamo come biomasse (definizione di cui fanno parte un notevole numero di materiali di frequente differenti tra loro) questi materiali: i vegetali coltivati per produrre energia, i materiali prodotti delle coltivazioni agricole e dalla silvicoltura, gli scarti dei prodotti agro-alimentari rivolti all’alimentazione dell’uomo e degli animali, i residui dell’industria della lavorazione del legno e della carta (che non hanno subito trattamenti chimici), i prodotti organici provenienti dagli allevamenti e dalle attività umane (frazione organica dei rifiuti solidi urbani). I combustibili in forma solida, liquida o gassosa che derivano da questi materiali (sia direttamente che a seguito di processi di trasformazione) si definiscono “biocombustibili”. Le biomasse sono combustibili che non inquinano aria e terreno in quanto durante la loro combustione rilasciano soltanto una modesta quantità di carbonio (in seguito assorbito dai vegetali nella loro crescita) e piccole quantità di zolfo e composti di azoto. Con la produzione di energia dalle biomasse possiamo smaltire i rifiuti creando energia elettrica e limitando l’uso delle fonti di energie non rinnovabili che sono particolarmente inquinanti per l’ambiente; ad esempio le foreste che dopo il loro taglio tornano a crescere in pochi anni catturando nel contempo la CO2 e riequilibrando così  tutto quello che è stato speso per produrre energia.

Energia rinnovabili: Limiti
Segnaliamo che l’uso delle energie alternative ha dei limiti che non permettono un loro più esteso impiego. In particolare l’eolico ed il solare producono energia in maniera intermittente e di conseguenza possono aiutare a contenere i consumi di consumi dei combustibili fossili ma non sono in grado di sostituirli totalmente. La biomassa deve essere utilizzata senza superare il ritmo di rinnovamento biologico; ci sono limiti all'allargamento delle superfici coltivate e i vincoli climatici influenzano la crescita delle diverse specie vegetali. Infine per produrre quantità di energia rinnovabile che abbiano valenza commerciale è in molti casi indispensabile occupare vaste estensioni di terreno; rileviamo che ciò non comporta conseguenze irreversibili per la tutela del territorio in quanto il risanamento delle aree impegnate si può realizzare con costi non elevati.
Nel contempo si aprono nuove possibilità per lo sviluppo di questa energia che in diversi casi propone l'alleanza tra due fonti di energia verde. Vediamo come esempio che in alcuni bacini idrici delle grandi dighe sono stati installati impianti fotovoltaici di grandi dimensioni (soprattutto in India e Cina), che comportano molti vantaggi tra cui segnaliamo la riduzione di costi e la maggiore potenza.
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