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Come Funzionano Le Fonti Energetiche Alternative?

Come altre nazioni sviluppate, gli stati uniti fanno molto affidamento sui combustibili fossili. Secondo il dipartimento per l'energia degli stati uniti, meno del 10 percento della fornitura energetica del paese proviene da fonti rinnovabili (vedi riferimenti 1). La fornitura di combustibili fossili è limitata e la loro combustione crea gas a effetto serra...

Come Funzionano Le Fonti Energetiche Alternative?


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Grandi pannelli solari come questo sul Monte. Laguna, in California, fornisce grandi quantità di elettricità direttamente nella rete elettrica.

Grandi pannelli solari come questo sul Monte. Laguna, in California, fornisce grandi quantità di elettricità direttamente nella rete elettrica.

Come altre nazioni sviluppate, gli Stati Uniti fanno molto affidamento sui combustibili fossili. Secondo il Dipartimento per l'energia degli Stati Uniti, meno del 10 percento della fornitura energetica del paese proviene da fonti rinnovabili (vedi Riferimenti 1). La fornitura di combustibili fossili è limitata e la loro combustione genera emissioni di gas serra; di conseguenza, la sostituzione di carbone e petrolio con energia alternativa è una priorità elevata (vedere Riferimenti 2). Le fonti di energia alternative possono essere utilizzate su piccola scala da singoli proprietari di case e aziende, specialmente nei casi di energia solare o eolica. Possono anche essere operazioni su larga scala collegate alla rete elettrica esistente di un comune, nel qual caso integrano o sostituiscono le centrali elettriche convenzionali.

Energia solare

Il solare fotovoltaico trasforma la luce solare direttamente in corrente elettrica. Le celle che compongono i pannelli solari sono composte da materiali semiconduttori che sono uniti a sandwich e trattati in modo speciale in modo che uno strato abbia un eccesso di elettroni, mentre l'altro ha un eccesso di "buchi" che gli elettroni possono occupare. Quando la luce del sole colpisce una cella solare, gli elettroni iniziano a migrare da uno strato all'altro, creando una corrente elettrica che scorre attraverso un filo collegato alla cella solare. Questa energia pu√≤ essere immagazzinata in batterie, diretta nei generatori o immessa nella rete elettrica. Le case e le attivit√† individuali possono essere alimentate da alcuni pannelli solari; array pi√Ļ grandi come quelli del deserto del Mojave possono funzionare come utility di potenza indipendenti. (Vedi riferimenti 3 e 4)

Il solare termico utilizza la luce del sole per riscaldare i fluidi, come i sali fusi; questi fluidi trasportano il calore a uno scambiatore che trasforma l'acqua in vapore. Il vapore guida una turbina che genera un generatore per generare elettricità. Il generatore è collegato alla rete, che può trasportare l'elettricità agli utenti nelle città vicine. Tipicamente, questi tipi di piante usano una serie di specchi per focalizzare la luce del sole su una "torre del potere" o una struttura simile, dove i sali fusi assorbiranno meglio i raggi del sole. (Vedi riferimenti 2)

biocarburanti

Le piante --- e alcune alghe e batteri --- hanno gi√† un sistema altamente efficiente per immagazzinare l'energia solare. Attraverso il complesso processo della fotosintesi, usano la luce del sole per sintetizzare composti organici da anidride carbonica e acqua. Bruciando la biomassa --- materiale organico, come materiale vegetale o rifiuti animali - o i combustibili liquidi derivati ‚Äč‚Äčda esso, parte dell'energia solare immagazzinata pu√≤ essere estratta e utilizzata per alimentare aziende, case e automobili. (Vedi riferimenti 2 e 5)

I tipi pi√Ļ comuni di biocarburanti in uso oggi sono etanolo e biodiesel. L'etanolo √® un alcol. Generalmente viene prodotto usando il lievito per fermentare gli zuccheri dalla biomassa, come il mais o la canna da zucchero. Le cellule di lievito rilasciano l'etanolo come sottoprodotto del loro metabolismo e l'etanolo pu√≤ essere distillato per renderlo pi√Ļ concentrato. Il biodiesel, un altro comune biocarburante, viene prodotto combinando grassi, come oli vegetali, con alcoli, come il metanolo, in presenza di un catalizzatore. Alcuni ricercatori stanno lavorando alla produzione di biocarburanti da alghe e batteri geneticamente modificati, poich√© avranno un impatto inferiore rispetto all'etanolo o al biodiesel, che richiedono entrambi un sacco di terreni agricoli da produrre. (Vedi riferimenti 2 e 5)

Energia idroelettrica e mareale

Spinti dalla gravità, ruscelli e fiumi si riversano in discesa verso il mare. Gli esseri umani possono trarre vantaggio da questo processo naturale bloccando i fiumi con grandi dighe di cemento. L'acqua si accumula dietro la diga e si nutre di un apporto; l'immissione conduce in un condotto che conduce l'acqua attraverso la diga verso l'altro lato. Mentre attraversa il condotto, l'acqua gira su una turbina ad elica collegata a un generatore. La corrente dal generatore elettrico alimenta la rete elettrica. (Vedi riferimenti 6)

Il potere delle maree dipende anche dalla gravit√†, ma l'influenza gravitazionale in questo caso √® quella del sole e della luna, che causano le maree. Alcuni progetti utilizzano una raffica o una diga per intrappolare l'acqua durante l'alta marea. Con la bassa marea, l'acqua viene rilasciata attraverso le turbine proprio come in una diga idroelettrica, generando cos√¨ elettricit√†. Il pi√Ļ antico impianto di marea del mondo a La Rance, in Francia, utilizza questo design. Altri schemi utilizzano turbine a marea che sembrano molto simili a mulini a vento. Le correnti di marea fanno girare queste turbine sottomarine, che sono collegate ai generatori; girando i generatori, producono elettricit√†. (Vedi Risorse 2)

Energia eolica

Le turbine eoliche sfruttano le correnti del vento; quando le masse d'aria in movimento colpiscono le pale della turbina, le pale ruotano. Le pale della turbina sono collegate ad un albero e, mentre l'albero gira, gira un generatore che produce corrente elettrica. Una turbina eolica √® come l'opposto di una ventola: una ventola usa l'elettricit√† per far girare un motore e muovere l'aria, mentre una turbina eolica utilizza l'aria in movimento per far girare un generatore e produrre elettricit√†. Il tipo pi√Ļ comune di turbina eolica ha un asse orizzontale e sembra un'elica gigantesca, anche se alcune turbine hanno un asse verticale e assomigliano un po 'alle uova.Le piccole turbine eoliche forniscono fino a 100 kilowatt, sufficienti a sostenere le case o immagazzinare energia ricaricando le batterie; questi sono a volte utilizzati in posizioni remote off-the-grid. Le turbine pi√Ļ grandi forniscono fino a diversi megawatt e sono solitamente raggruppate in grandi parchi eolici, che forniscono elettricit√† direttamente alla rete. (Vedi Risorse 1)


Guida Video: LE FONTI DI ENERGIA.

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