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Fonte: Rapporto statistico GSE 2011
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5 Premessa
6 Il ruolo del GSE Il nostro viaggio inizia cosÏ... 16 Impianti idroelettrici 20 Impianti eolici 24 Impianti fotovoltaici 28 Impianti geotermoelettrici 32 Impianti alimentati da bioenergie 36 Una particolare bioenergia: il biogas 40 Impianti a maree, correnti marine e moto ondoso 50 Produzione lorda di energia elettrica rinnovabile nell’UE15 nel 2011 52 Classifica dei PaesidaUEfonteperrinnovabile produzione 53 Acronimi 54 Glossario
Negli ultimi anni si è assistito nel nostro Paese, così come nel resto del mondo, al costante progredire dello sviluppo delle fonti rinnovabili. La crescita dei progetti relativi a tali fonti è sempre più sostenuta dai vari Governi. L’utilizzo delle fonti rinnovabili comporta grandi vantaggi sia per l’ambiente, sia per la diminuita dipendenza dai combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) che sono risorse esauribili. È diventato così indispensabile indirizzare l’attenzione sulle energie rinnovabili, ovvero investire sulle tecnologie che ci permettono di sfruttare l’energia solare, eolica, idraulica, la forza delle maree e il calore della terra, oltre alle bioenergie. Terra, acqua, aria, fuoco sono il fondamento della vita e proprio dai quattro elementi naturali traggono origine le fonti rinnovabili che la natura ci ha messo a disposizione e l’uomo ha imparato ad utilizzare. Questo opuscolo, pensato per i giovani, è finalizzato alla conoscenza delle fonti rinnovabili attraverso spiegazioni semplificate, schemi tecnici ed immagini. Il GSE, mediante questo progetto, continua il suo impegno nella promozione dello sviluppo sostenibile, con azioni informative tese a diffondere la cultura dell'uso dell'energia compatibile con le esigenze dell'ambiente.
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il ruolo del GSE Il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) è una società del Ministero dell’Economia e delle Finanze, che sostiene lo sviluppo delle fonti rinnovabili, attraverso incentivi economici alla produzione energetica da fonti rinnovabili e con azioni informative volte alla diffusione di una cultura dell’energia compatibile con le esigenze dell’ambiente. Il GSE promuove anche l’efficienza energetica, cioè l’adozione di comportamenti e misure che consentano di risparmiare energia (riduzione di perdite e sprechi), anche in vista del raggiungimento degli obiettivi comunitari al 2020. Il Gestore agisce sulla base delle indicazioni del Ministero dello Sviluppo Economico e dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas. È capogruppo di altre 3 società che operano nel settore energetico con finalità pubblicistiche: • Acquirente Unico S.p.A. (AU), cui è affidato per legge il ruolo di garante della fornitura di energia elettrica alla famiglie e alle piccole imprese; • Gestore dei Mercati Energetici S.p.A. (GME), responsabile dell’organizzazione e della gestione economica del mercato elettrico, dei mercati per l’ambiente e da ultimo del mercato del gas naturale; • Ricerca sul Sistema Energetico S.p.A. (RSE), che opera nell’attività di ricerca strategica nel settore elettro-energetico.
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Fra le principali attività svolte dal GSE, per promuovere le fonti rinnovabili e l’uso efficiente dell’energia si annoverano: • la promozione dello sviluppo sostenibile attraverso l’erogazione di incentivi alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili; • la qualifica, al 31 dicembre 2011, di 4.621 impianti a fonti rinnovabili; • il rilascio di incentivi con il conto energia, al 31 dicembre 2011, per 326.927 impianti fotovoltaici, cifra destinata ad aumentare significativamente nei prossimi anni; • l’acquisto di energia elettrica prodotta dagli impianti collocandola sul mercato elettrico; • la costante attività di verifica e di controllo sugli impianti che beneficiano degli incentivi; • il riconoscimento degli impianti di cogenerazione; • la gestione degli stoccaggi virtuali del gas; • la funzione informativa attraverso i vari strumenti: sito internet, guide dedicate, contact center, seminari, pubblicazioni; • il supporto alla Pubblica Amministrazione per servizi specialistici in campo energetico; • la partecipazione attiva ad organismi internazionali; • il monitoraggio dello sviluppo delle energie rinnovabili per la verifica degli obiettivi comunitari al 2020; • l’emissione dei Certificati Verdi, titoli annuali emessi dal GSE che attestano la produzione di 1 MWh di energia da fonti rinnovabili.
MISSIONE Promozione dello sviluppo sostenibile, attraverso l’erogazione di incentivi economici destinati alla produzione energetica da fonti rinnovabili e con azioni informative tese a diffondere la cultura dell’uso dell’energia compatibile con le esigenze dell’ambiente.
MSE
MEF
AEEG
Ministero dello Sviluppo Economico
Ministero dell’Economia e delle Finanze
Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas
Direttive
Proprietà 100%
Delibere
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il Nostro viaggio inizia così… Cos’è l’Energia? L’energia è il “motore” dell’Universo e si definisce come “la capacità di un sistema (un uomo, una macchina, una data quantità di carburante ecc.) di compiere un lavoro”, ovvero di fare qualcosa, come ad esempio spostare un oggetto. L’energia non può essere creata, ma soltanto trasformata in varie forme (elettrica, chimica, termica ecc.). L’Energia Elettrica è una forma di energia molto utile per l’uomo perché facilmente trasportabile da un posto all’altro con l’aiuto delle linee elettriche (elettrodotti) e trasformabile in altre fonti di energia. Cosa sono le Fonti di Energia? Le fonti di energia sono risorse naturali disponibili all’uomo. Si distinguono generalmente in fonti fossili o esauribili e in fonti rinnovabili. Le fonti fossili sono il petrolio, il gas e il carbone. Tali fonti sono frutto della trasformazione di sostanze organiche e la loro formazione ha richiesto tempi molto lunghi e processi complessi come la fossilizzazione. In quanto sostanze organiche, queste fonti sono dovute all’azione del Sole.
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L’energia da fonti rinnovabili è l’energia proveniente da fonti non fossili, vale a dire quella prodotta da Sole, vento, onde, acqua, calore della terra e bioenergie. Queste sono le più note fonti rinnovabili, sono presenti in abbondanza e non necessitano di tempi lunghi di formazione. A cosa servono le fonti di energia? Le fonti di energia vengono utilizzate per produrre energia, a sua volta trasformabile in varie forme, con processi che possono creare prodotti di scarto che inquinano l’ambiente. Le fonti rinnovabili, a differenza delle fonti fossili, non inquinano quando vengono trasformate nelle varie forme di energia. Per questo motivo diversi Paesi del Mondo si sono impegnati ad aumentare la “quantità” di energia proveniente da fonti rinnovabili e a ridurre quei gas detti ad effetto serra, ritenuti responsabili dell’eccessivo riscaldamento del Pianeta. La scienza ci ha insegnato che i raggi del Sole, che normalmente riscaldano la superficie terrestre e poi si disperdono nello spazio, vengono invece intrappolati da questi gas, provocando un generale surriscaldamento, come viene schematizzato nell’immagine seguente.
Alcune radiazioni solari sono riflesse dalla Terra e dall’Atmosfera
L’accumulo di gas serra negli strati medi dell’atmosfera favorisce l’intrappolamento dell’energia riflessa delle radiazioni solari determinando un aumento della temperatura sulla superficie terrestre.
Ma chi è la “madre” di tutte le Fonti? Il Sole… perché… • il Sole alimenta il ciclo dell’acqua, facendo evaporare masse d’acqua dal mare, che poi ricadono sotto forma di pioggia o neve sulla terra; • il Sole dà la possibilità alle piante di crescere grazie alla “fotosintesi clorofilliana”. Tale processo chimico, innescato dal Sole, permette alle piante di assorbire l’anidride carbonica dall’atmosfera e restituire sostanze organiche (principalmente carboidrati) tra cui glucosio (zucchero fondamentale per la vita della pianta) e ossigeno, sotto forma di stomi;
• il Sole, riscaldando in maniera differenziata le masse d’aria, ne causa lo spostamento generando i venti; • il Sole, in maniera indiretta, è anche causa delle onde del mare, dovute all’attrito del vento sulla superficie dell’acqua; • il Sole, insieme alla Luna, è causa delle maree per effetto dell’attrazione gravitazionale; • la formazione dei pianeti, così come è conosciuta oggi, è dovuta anche all’attrazione gravitazionale esercitata dalla nostra stella Sole. Seppure in modo indiretto, quindi, il Sole ha reso possibile la formazione della Terra, da cui ricaviamo l’energia geotermica.
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il Nostro viaggio inizia cosÏ‌
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Come avviene la trasformazione in energia elettrica e perchè? Spesso le fonti di energia vengono trasformate in energia elettrica, tramite centrali (o impianti) di produzione, che prendono il nome dalla fonte che trasformano (ad es. se usano il vento si chiamano impianti eolici, dal nome della divinità “Eolo” che governava i venti; se usano l’acqua si chiamano impianti idroelettrici, dalla parola greca che significa acqua ecc.). Si preferisce usare l’energia elettrica perché è facilmente trasportabile e trasformabile in
Impianto di produzione
altre forme di energia. L’insieme degli impianti di produzione, delle linee elettriche e dei centri di consumo (case, industrie ecc.) prende il nome di “Sistema Elettrico”. L’energia elettrica viene poi ritrasformata, nei vari centri di consumo, in energia termica, meccanica, luminosa ecc. a seconda della necessità. Nella figura seguente sono illustrati alcuni esempi di trasformazione dell’energia elettrica per usi domestici, ma non vanno certamente dimenticati i grandi consumatori industriali (le fabbriche), agricoli e del settore terziario.
Linee Elettriche (trasporto energia)
Abitazione (centro di consumo)
Sistema elettrico
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il Nostro viaggio inizia così… Per far funzionare correttamente il sistema elettrico, la quantità di energia prodotta deve essere sempre uguale alla quantità di energia consumata. L'energia elettrica non si può immagazzinare nelle quantità necessarie per il sistema elettrico: non esistono tante batterie che accumulino tutta l’energia che serve al Pianeta! È necessario, quindi, produrre istante per istante la quantità di energia richiesta dall'insieme dei consumatori (case, industrie ecc.) e gestirne il trasporto in modo che la produzione e il consumo siano sempre in equilibrio. Qual è la “classifica” delle fonti rinnovabili? Alcune fonti rinnovabili sono più adatte di altre a fornire energia elettrica con continuità al sistema elettrico: si tratta delle fonti rinnovabili cosiddette programmabili. Le fonti programmabili sono quelle di cui si conosce esattamente quando sono disponibili e con quale intensità. Al primo posto si possono immaginare le bioenergie e la geotermia, al secondo posto il Sole e le maree, al terzo l’acqua ed il moto ondoso e, per ultimo, il vento. Parlando di disponibilità, invece, il Sole è sicuramente al primo posto. Altro aspetto importante per quanto riguarda gli impianti è il loro
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rendimento nel trasformare la fonte in energia elettrica. La tabella successiva vuole fornire un’indicazione di massima di quanto ogni tipo di impianto sia capace di trasformare la sua fonte in energia elettrica, considerando il numero medio di ore di funzionamento (prendendo, ad esempio, un impianto di taglia unitaria pari a 1 MW).
POTENZA (kW) x TEMPO (h) = ENERGIA (kWh) Impianti FER con potenza pari a 1 MW Tipo impianto
Produzione Annua MWh
Eolico
1.700-2.000
Bioenergie
6.000-7.000
Geotermico
7.000-8.000
Idroelettrico
3.000-5.000
Fotovoltaico
1.000-1.400 1 MWh=1.000 kWh
Una famiglia italiana consuma mediamente ogni anno circa 3.000 kWh = 3 MWh
Cos’è l’efficienza energetica L’Efficienza energetica è la capacità di sfruttare al meglio l'energia di cui si dispone, riuscendo a soddisfare i bisogni - industriali o del cittadino - col minor consumo possibile di energia, senza compromettere la qualità del servizio offerto. Spesso i termini “efficienza energetica” e “risparmio energetico” vengono utilizzati come sinonimi, ma esiste una profonda differenza tra loro. Fare efficienza energetica non equivale solo a “economizzare”, ma a “fare di più, con meno risorse”. Ad esempio, se volessimo risparmiare sulle spese di riscaldamento di un appartamento, potremmo abbassare la temperatura dei termosifoni (risparmio energetico), con diminuzione della temperatura interna (sentiremmo più freddo!). Se invece sostituissimo anche i vecchi infissi alle finestre, migliorando la coibentazione termica dell’appartamento con l’esterno, ridurremmo la bolletta del gas, senza soffrire il freddo, perché l’ambiente necessita di meno calore per rimanere ad una temperatura adeguata al periodo dell’anno! In questo caso abbiamo fatto “efficienza energetica”.
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il Nostro viaggio inizia così… Come si fa efficienza? La normativa sta facendo la sua parte: ad esempio, sono fuori mercato le lampade ad incandescenza che sprecano molta più energia di quanto non facciano le lampade a basso consumo e i recenti sistemi led. La ricerca e l’innovazione per introdurre nuovi materiali per l’edilizia (coibentazioni e infissi ad alte prestazioni), impianti termici ad alta efficienza (caldaie a condensazione, pompe di calore, motori ad alta efficienza, ecc.), ma anche sistemi di gestione integrata dei distretti industriali o le innovazioni tecnologiche nel settore dei trasporti, garantiscono un miglioramento dell’efficienza in tutti gli ambiti coinvolti. Quindi, in questo senso, l’efficienza energetica va dalla scelta dei materiali per la progettazione in edilizia all’acquisto di apparecchiature o autovetture a basso consumo energetico, al più complesso sistema di tecniche e tecnologie che permettono ai distretti industriali di ridurre il proprio fabbisogno energetico per l’espletamento delle loro funzioni, pur mantenendo la stessa qualità di prodotto o di bene erogato.
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Ed infine, ma non di minore importanza, sono i nostri “comportamenti consapevoli” come ad esempio: spegnere gli stand-by delle apparecchiature e l’illuminazione artificiale quando non serve, regolare in maniera razionale la temperatura interna degli ambienti e non aprire le finestre o coprire i termosifoni, per non disperdere calore nel periodo in cui gli stessi sono accesi. Anche la scelta dell’acquisto di un’autovettura o di un ciclomotore può fare la differenza, unitamente alla buona abitudine di usare i mezzi pubblici o fare due passi a piedi, ovviando anche ai problemi di mobilità urbana.
Ma oltre a produrre energia da fonti rinnovabili cos’altro possiamo fare? Ognuno di noi può ridurre i propri consumi energetici, risparmiando energia e perseguendo quindi l’efficienza energetica. L’Unione Europea ha infatti lanciato per il 2020 una sfida ambiziosa, con gli obiettivi del "Pacchetto Clima Energia": • +20% di energia da fonti rinnovabili nei consumi finali di energia; • -20% di consumi di energia (rispetto allo scenario tendenziale) attraverso l'efficienza energetica; • -20% di emissioni di gas climalteranti in atmosfera. L’Unione Europea ha assegnato all’Italia un obiettivo del 17% di energie rinnovabili, a copertura dei consumi finali di energia entro il 2020, nei tre settori: elettricità, calore e trasporti. Nella tabella a fianco si riportano, inoltre, alcuni piccoli accorgimenti “casalinghi” che tutti potrebbero adottare per non danneggiare il Pianeta!
Pillole di sostenibilità a casa (www.gse.it) Prima di uscire di casa, ricordati di spegnere completamente televisori, stereo, radio o altri piccoli elettrodomestici dotati di stand by. Se sostituisci le lampadine ad incandescenza con lampadine a risparmio energetico otterrai una riduzione media dei costi di illuminazione anche del 70%. La temperatura ideale del frigo è intorno ai 6-7 gradi e, per mantenerla costante, evita di aprire e chiudere spesso il frigo. Non inserire cibi ancora caldi nel frigorifero, attendi che si raffreddino! Evita l’utilizzo di asciugatrici per biancheria che, per riscaldare l’aria, consumano molta energia. Fai asciugare i panni al sole e all’aria aperta e utilizza l’asciugatrice solo se non è possibile farne a meno. Quando ti lavi le mani, i denti o fai la doccia si possono avere grandi sprechi dovuti alla cattiva abitudine di lasciare il getto d’acqua disponibile anche quando non serve. Chiudi il rubinetto mentre ti insaponi, spazzoli i denti o fai la barba: contribuirai a evitare sprechi inutili di acqua. Per risparmiare acqua in cucina, lava le verdure lasciandole a bagno in un recipiente e usa l'acqua corrente solo per un rapido risciacquo. Puoi riutilizzare l’acqua di lavaggio delle verdure per innaffiare le piante. Puoi risparmiare sul riscaldamento della casa semplicemente chiudendo persiane e tapparelle, regolando i termosifoni e isolando bene le porte e le finestre verso l’esterno. La temperatura dell’aria nei diversi ambienti non deve superare i 20 gradi; in alcune stanze, come la cucina e la camera da letto, può essere di qualche grado più bassa. In inverno, evita di aprire le finestre se in casa fa troppo caldo! Organizza la raccolta differenziata in modo che sia facilmente realizzabile da tutti, anche dai più pigri! Informati dal tuo comune come separare i rifiuti.
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impianti idroelettrici L’impianto idroelettrico trasforma l’energia potenziale • un’opera di sbarramento costituita da una dell’acqua in energia meccanica di rotazione della traversa o una diga, che intercetta il corso d’acqua turbina che viene convertita direttamente in energia creando un invaso, che può essere un serbatoio o elettrica tramite il generatore. L’impianto è costituito da un bacino, dove viene mantenuto un livello costante opere civili, idrauliche e da macchinari elettromeccanici. dell’acqua; Lo schema impiantistico generale di un impianto • un canale di derivazione che può essere in tutto idroelettrico, riportato nella pagina seguente, o in parte in galleria e una vasca di carico comprende: solitamente dotata di organi di scarico; • una o più condotte forzate che convogliano l’acqua alle turbine idrauliche; • un impianto di produzione dell’energia elettrica, in cui sono installate uno o più gruppi turbinageneratore, che scaricano l’acqua turbinata nell’alveo del corso d’acqua a valle dell’impianto, mediante il canale di restituzione, senza alcun consumo dell’acqua prelevata a monte.
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Schema di un impianto idroelettrico
serbatoio
diga turbina idraulica condotta forzata
alternatore
trasformatore
rete
canale di restituzione
Solitamente l’opera di presa è dotata di una vasca di calma per la sedimentazione della sabbia trasportata dalla corrente e di paratoie di scarico per la pulizia del bacino contro il suo interrimento.
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iMpianti idroelettrici Gli impianti idroelettrici sono poi classificati in base alla durata di invaso dell’impianto, ossia al tempo necessario per fornire al serbatoio un volume d’acqua pari alla sua capacità utile con la portata media annua del corso d’acqua che in esso si riversa. Pertanto si parla di: • impianti a serbatoio con durata di invaso maggiore o uguale a 400 ore; • impianti a bacino: con un serbatoio classificato come “bacino di modulazione” settimanale o giornaliero, con durata di invaso minore di 400 ore e maggiore di 2 ore; • impianti ad acqua fluente: senza serbatoio o che hanno un serbatoio con durata di invaso uguale o minore di 2 ore. Sono generalmente posizionati sui corsi d’acqua o sui canali di bonifica e la loro produzione dipende dalla portata disponibile nel fiume o nel canale. Sono ricondotti a questa categoria anche gli impianti installati negli acquedotti (in questo caso la turbina idraulica sostituisce la valvola di dissipazione del carico). In genere gli impianti con accumulo (a serbatoio o a bacino) sfruttano un bacino idrico naturale (ad esempio un lago ad alta quota) o artificiale. Gli accumuli artificiali sono creati attraverso la
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costruzione di sbarramenti, che in molti casi consistono in dighe alte anche 100 metri. Gli impianti con accumulo presentano il fenomeno dell’interrimento del bacino, ovvero del riempimento causato dal trasporto solido dei corsi d’acqua che alimentano i bacini. Ogni 5-10 anni è necessario svuotare il bacino per permettere la pulitura dell’invaso, ripristinando la capacità utile dello stesso. Gli impianti a serbatoio e a bacino sono impianti programmabili, perché è possibile regolare l’utilizzazione dell’acqua nell’impianto tramite la capacità di accumulo creata da queste opere. Gli impianti ad acqua fluente utilizzano direttamente la portata utile disponibile nell’alveo del corso d’acqua senza possibilità di regolazione della portata all’impianto e sono pertanto definiti non programmabili. Tutti gli impianti idroelettrici non possono inoltre prelevare l’intera portata d’acqua disponibile, ma si devono attenere al rispetto del Deflusso Minimo Vitale. Tale parametro indica la quantità minima d’acqua che non può essere prelevata e che permette la sopravvivenza degli ecosistemi a valle dell’opera di presa. Una scala rimonta pesci può essere un ottimo sistema per garantire il rilascio del Deflusso Minimo Vitale e permettere ai pesci di deporre le uova nel loro habitat nativo.
Distribuzione regionale della produzione idraulica nel 2011
L’Italia, ricca di fiumi e di valli che possono fungere da naturali serbatoi, sfrutta storicamente questa fonte. La distribuzione regionale della produzione idroelettrica presenta, come si nota dalla mappa, valori molto elevati nelle Regioni settentrionali, mentre nelle Regioni meridionali e nelle Isole i valori sono molto bassi. Tra le Regioni del Nord si segnalano la Lombardia, il Trentino Alto Adige ed il Piemonte, che assieme totalizzano il 60%. Nel centro Italia la Regione Umbria ha prodotto il 3% del totale. Tra le Regioni meridionali, l’Abruzzo detiene il primato di produzione con quota 4%. La Sicilia e la Sardegna presentano valori molto ridotti.
Produzione in ITALIA:
45.823 GWh
Suddivisione per classe percentuale della produzione fino a 1,0 1,1 - 2,0 2,1 - 4,0 4,1 - 8,0 8,1 - 16,0 16,1 - 25,0
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impianti eolici Un impianto eolico (o parco eolico) è costituito in generale da uno o più aerogeneratori che trasformano l’energia cinetica del vento in energia elettrica. Il vento fa ruotare un rotore, normalmente dotato di due o tre pale, generalmente in fibre di vetro, collegate ad un asse orizzontale.
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La rotazione è successivamente trasferita, attraverso un apposito sistema meccanico di moltiplicazione dei giri, ad un generatore elettrico e l’energia prodotta, dopo essere stata adeguatamente trasformata ad un livello di tensione superiore, viene immessa nella rete elettrica. La navicella o gondola o genericamente struttura di alloggiamento contiene i sistemi di trasformazione (principalmente il moltiplicatore di giri ed il generatore elettrico) e di controllo della macchina. Le turbine eoliche sono infine montate su una torre, sufficientemente alta per catturare maggiore energia dal vento, evitando la turbolenza creata dal terreno o da eventuali ostacoli. Infatti, la produzione di energia elettrica degli impianti eolici risulta proporzionale al cubo della velocità del vento e piccole differenze nelle caratteristiche anemometriche del sito possono tradursi in notevoli differenze di energia realmente producibile. Inoltre un generatore sia ad asse verticale che orizzontale richiede una velocità minima del vento (cut-in) di 3-5 m/s ed eroga la potenza di progetto ad una velocità del vento di 12-14 m/s. Ad elevate
velocità (20-25 m/s, velocità di cut-off) l'aerogeneratore viene bloccato dal sistema frenante per ragioni di sicurezza. Gli aerogeneratori possono suddividersi in classi di diversa potenza, in relazione ad alcune dimensioni caratteristiche: • macchine di piccola taglia (1-200 kW): diametro del rotore: 1- 20 m; altezza torre: 10 - 30 m • macchine di media taglia (200 - 800 kW): diametro del rotore: 20 - 50 m; altezza torre: 30 - 50 m • macchine di grande taglia (oltre 1.000 kW): diametro del rotore: 55 - 80 m; altezza torre: 60 - 120 m
per realizzare parchi eolici o “fattorie del vento”, meglio note come “wind farm”, collegate alla rete di media oppure di alta tensione. Gli impianti eolici si distinguono in impianti on-shore (sulla terraferma) e off-shore (in mare). In Italia esistono dei progetti di impianto off-shore ma il vero sfruttamento di questa tecnologia avviene nel nord Europa. Il parco eolico offshore più grande del Mondo è ad oggi quello di Thanet (100 pale eoliche di un'altezza di 115 m, 300 MW), entrato in esercizio a novembre 2011. Occupa una superficie di 35 km2 a 12 km a largo di Foreness Point, la punta più orientale del Kent.
Le macchine eoliche di piccola taglia possono essere utilizzate per produrre elettricità per singole utenze o gruppi di utenze, collegate alla rete elettrica in bassa tensione o anche isolate dalla rete elettrica. Le macchine di media e grande taglia sono utilizzate prevalentemente
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iMpianti eolici
pale
PARTICOLARE moltiplicatore di giri
navicella
navicella
rotore
alternatore
vento
torre
cavidotto
Schema di un impianto eolico
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trasformatore
rete
Distribuzione regionale della produzione eolica nel 2011
I parchi eolici sono presenti in tutte le regioni italiane. La produzione eolica è generata principalmente nelle Regioni meridionali e nelle Isole, mentre nel Settentrione i valori sono molto bassi. La Sicilia detiene il primato di produzione con il 24% e insieme alla Puglia totalizza quasi il 47% di produzione eolica in Italia. Seguono la Campania, la Calabria e la Sardegna, con quote rispettivamente del 14%, 13% e 11%.
Produzione in ITALIA:
9.856 GWh
Suddivisione per classe percentuale della produzione fino a 0,5 0,6 - 1,0 1,1 - 5,0 5,1 - 10,0 10,1 - 20,0 20,1 - 25,0
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impianti fotovoltaici La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente l'energia solare in energia elettrica attraverso l’effetto fotovoltaico, ossia la proprietà di alcuni materiali semiconduttori di generare elettricità se colpiti da radiazione luminosa. Il silicio, elemento molto diffuso in natura, è il materiale base per la cella fotovoltaica, dispositivo elementare in grado di produrre circa 1,5 Watt in corrente continua, normalmente insufficiente per gli usi comuni. Più celle sono collegate elettricamente e incapsulate in una struttura a formare il modulo, componente base commercialmente disponibile. Più moduli, collegati in serie e in parallelo, formano le sezioni di un impianto, la cui potenza può arrivare a migliaia di kW. A valle dei moduli fotovoltaici è posto l’inverter, che trasforma la corrente continua generata dalle celle in corrente alternata, direttamente utilizzabile dagli utenti o riversabile in rete. I moduli possono essere orientati verso il Sole su strutture fisse o su strutture in grado
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di seguirne il movimento allo scopo di incrementare la captazione solare (impianto ad inseguimento). Ogni kWp installato richiede uno spazio netto di circa 8 – 10 mq per moduli a silicio cristallino complanari alle coperture degli edifici; occorre invece uno spazio maggiore per moduli disposti in più file su superfici piane per ridurre gli ombreggiamenti. In Italia l’esposizione ottimale per moduli fissi è verso Sud con un’inclinazione di circa 30-35 gradi: un impianto fotovoltaico, ottimamente orientato ed inclinato, può produrre in media dai 1.000 kWh per kWp installato nell’Italia Settentrionale ai 1.500 kWh per kWp installato nell’Italia Meridionale. Le principali applicazioni dei sistemi fotovoltaici sono: • impianti con sistema di accumulo per utenze isolate dalla rete; • impianti per utenze collegate alla rete in bassa tensione; • centrali di produzione di energia elettrica collegate alla rete in media o alta tensione.
Tipologia di pannelli o moduli Pannelli di silicio cristallino (monocristallino e policristallino): rappresentano la tipologia più diffusa. Le celle policristalline risultano particolarmente efficienti in termini di conversione della radiazione incidente in energia elettrica. Pannelli a film sottile con silicio amorfo o altri materiali. I dispositivi a film sottile con silicio amorfo sono realizzati facendo evaporare alcuni suoi composti con l’idrogeno (il Silano o il Disilano) su supporti rigidi o flessibili come il vetro, la plastica o la lamiera. Altri materiali innovativi con cui realizzare questi pannelli sono il diselenurio di indio e rame (CIS) e il telloruro di Cadmio (CdTe). I pannelli realizzati con questa tecnica sono caratterizzati da rendimenti più bassi rispetto al silicio cristallino, ma hanno prezzi più convenienti e maggiore versatilità di utilizzo. Ulteriore innovazione dei film sottili è la possibilità di utilizzare celle multi giunzione, in cui vari strati di materiale fotovoltaico sovrapposti sfruttano spettri di radiazione solare diversi, aumentandone l’efficienza totale. Pannelli a concentrazione, caratterizzati da apposite lenti o specchi che convogliano in un unico punto l’energia solare. In genere sono accoppiati a sistemi a inseguimento solare, incrementando di gran lunga il rendimento complessivo del sistema.
Schema di un impianto fotovoltaico
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iMpianti fotovoltaici Impianti fotovoltaici a concentrazione (CPV) Una particolare tipologia di impianti fotovoltaici è quella a concentrazione, dove la luce solare è concentrata, tramite sistemi ottici, su celle fotovoltaiche. Il rendimento è più elevato rispetto ai sistemi tradizionali fotovoltaici. Un impianto fotovoltaico produce elettricità per 2025 anni, con poche necessità di manutenzione e una buona resistenza agli agenti atmosferici. Lo smaltimento a fine vita non pone particolari problemi. Un modulo fotovoltaico è, infatti, riciclabile per più del 90%. Silicio, vetro e alluminio vengono riutilizzati come materie prime secondarie riducendo il fabbisogno energetico necessario per i materiali vergini. Il Decreto del 5 maggio 2011 (Quarto Conto Energia) prevede che dal 30 giugno 2012 tutti i proprietari di impianti fotovoltaici aderiscano ad un consorzio che assicuri il recupero dei moduli a fine vita.
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Esempio di pannello fotovoltaico a concentrazione con il dettaglio del sistema di raffreddamento.
Distribuzione regionale della produzione fotovoltaica nel 2011
La mappa riporta il contributo regionale alla produzione italiana da impianti fotovoltaici. Primeggia la Puglia che con i suoi 2.096 GWh copre il 19% del totale. A seguire, l’Emilia Romagna (10%) e la Lombardia (9%). Produzione degli impianti fotovoltaici:
10.796 GWh Suddivisione per classe percentuale della produzione fino a 2,0 2,1 - 4,0 4,1 - 6,0 6,1 - 8,0 8,1 - 15,0 15,1 - 25,0
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impianti geotermoelettrici Un impianto geotermoelettrico ha la funzione di • sistema di produzione dell’energia elettrica, trasformare in energia elettrica l’energia termica condotto di ammissione in turbina, turbinapresente nel fluido geotermico (vapore d’acqua generatore, trasformatore elevatore e connessione oppure una miscela di acqua e vapore) che si forma alla rete elettrica; grazie al contatto dell’acqua con strati di roccia calda. • sistema di trattamento del vapore esausto, I bacini sfruttati per la produzione elettrica sono condensatore e relativa pompa di estrazione caratterizzati da temperature superiori ai 150°C e condensato, torre di raffreddamento ad aria, sistema profondità da poche decine a qualche migliaio di metri. di estrazione dei gas incondensabili; Generalmente un impianto geotermoelettrico è • sistema di reiniezione dell’acqua nel bacino costituito dai seguenti componenti: geotermoelettrico. • sistema di raccolta, trattamento e convogliamento del fluido geotermico fino all’impianto di produzione dell’energia elettrica (pozzi, sistemi di sicurezza e sfioro a bocca pozzo, tubazioni di trasporto, sistemi di separazione acqua-vapore);
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Possono anche essere presenti sistemi di abbattimento di alcuni composti presenti nei gas incondensabili (idrogeno solforato e mercurio), al fine di limitare l’impatto ambientale dell’impianto.
Le emissioni in atmosfera di questi tipi di impianti dipendono dalle caratteristiche del fluido geotermico ma, per unitĂ di energia prodotta, sono comunque decisamente inferiori a quelle derivanti da impianti alimentati con combustibile fossile.
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iMpianti geotermoelettrici Distribuzione provinciale degli impianti geotermoelettrici nel 2011 NumerositĂ , Potenza efficiente lorda e Produzione lorda
Regione Toscana
33 Potenza 772 MW Produzione 5.654 GWh
N° impianti
La carta tematica descrive la distribuzione provinciale degli impianti geotermoelettrici in Toscana, unica Regione italiana ove è presente questo tipo di impianti. Il primato spetta alla Provincia di Pisa nella quale sono presenti 15 impianti per una potenza complessiva istallata di 399 MW e una produzione pari a 3.132 GWh. Le Province di Siena e Grosseto con 10 e 8 impianti nel loro territorio producono insieme 2.523 GWh da fonte geotermica.
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Schema di un impianto geotermoelettrico
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impianti alimentati da Le Bioenergie sono l’insieme di Biomasse, Biogas e Bioliquidi. Per “Biomassa” si intende “la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani”. Tale definizione include una vastissima gamma di materiali, vergini o residui di lavorazioni agricole e industriali, che si possono presentare in diversi stati fisici, con un ampio spettro di poteri calorifici. Le soluzioni impiantistiche variano per tipo di biomasse, tecnologia utilizzata e prodotto finale (solo energia elettrica, combinata con produzione di calore, solo energia termica). Ad esempio, la combustione diretta della biomassa in forni appositi può avvenire in sospensione, su griglia fissa o mobile, su letto fluido. Carbonizzazione, pirolisi e gassificazione sono processi più raffinati e complessi che permettono di ottenere combustibili intermedi solidi, liquidi e gassosi, più puri rispetto alla fonte di partenza, facilitando l’esercizio dell’impianto e
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il rispetto delle normative ambientali. Particolarmente interessante appare la gassificazione in quanto il syngas (gas di sintesi) ottenuto ha il vantaggio di essere versatile, di garantire elevati rendimenti di combustione ed emissioni più contenute.
Bioenergie Le centrali termoelettriche alimentate da biomasse solide o liquide effettuano la conversione dell’energia termica, contenuta nella biomassa, in energia meccanica e successivamente in energia elettrica. Le taglie delle centrali possono variare dalle medie centrali termoelettriche alimentate da biomasse solide, solitamente da cippato di legno, sino ai piccoli gruppi elettrogeni alimentati da biocombustibili liquidi. Al di là di una fase preliminare di trattamento della biomassa, gli impianti termoelettrici a biomasse sono abbastanza simili a quelli alimentati con combustibili tradizionali.
biomasse in ciclo semplice o combinato con turbina a vapore; • impianti termoelettrici ibridi, che utilizzano biomasse e fonti convenzionali (il caso più frequente è la co-combustione della biomassa e della fonte convenzionale nella stessa fornace); • impianti alimentati da bioliquidi (oli vegetali, biodiesel), costituiti da motori accoppiati a generatori (gruppi elettrogeni).
Esistono impianti che generano solo calore, solo energia elettrica, o entrambe le forme di energia contemporaneamente. Quest’ultimo uso, detto Le tipologie impiantistiche più diffuse sono le seguenti: cogenerazione, qualora possibile, è quello più efficiente. • impianti tradizionali con forno di combustione della Le Bioenergie, se utilizzate all’interno di un ciclo locale biomassa solida, caldaia che alimenta una turbina a di produzione-utilizzazione nel rispetto del patrimonio vapore accoppiata ad un generatore; forestale e della biodiversità, rappresentano una • impianti con turbina a gas alimentata dal syngas da preziosa risorsa energetica rinnovabile.
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iMpianti alimentati da Bioenergie Di seguito la tabella con il potere calorifico inferiore di riferimento dei principali combustibili. Combustibili tradizionali1
PCI (kcal/kg)
Combustibili rinnovabili2 PCI SS3 (kcal/kg)
Lignite Carbon fossile Carbon di legna Gas naturale Olio combustibile Gasolio Distillati leggeri GPL
2.500 7.400 7.500 8.250 kcal/mc 9.800 10.200 10.400 11.000
Paglia di grano, segale e orzo Vinacce Sansa Ceduli a rotazione breve Gusci di noci, mandorle e pinole Legna Corteccia Residui di potatura
1 Fonte BEN 2 Fonte UNI/TS 3 Potere calorico inferiore alla sostanza secca, arrotondato
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4.200 4.300 4.300 4.400 4.400 4.500 4.600 4.600
Schema di un impianto alimentato a Biomasse
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una particolare bioenergia: Il biogas, costituito prevalentemente da metano (almeno il 50%) ed anidride carbonica, si origina da fermentazione anaerobica di materiale organico di origine vegetale ed animale. Si parla di gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas, a seconda dell’origine e modalità di fermentazione. In effetti tutti i tre tipi di gas indicati sono dei biogas, ma la loro elencazione separata mette in evidenza la molteplicità di matrici organiche da cui il biogas può essere prodotto: rifiuti conferiti in discarica ovvero frazione organica dei rifiuti urbani, fanghi di depurazione, deiezioni animali, scarti di macellazione, scarti organici agro-industriali, residui colturali, colture energetiche. Il biogas ha un ottimo potere calorifico dato l’elevato contenuto in metano, per cui si presta ad una valorizzazione energetica per combustione diretta, attuata in caldaia per sola
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produzione di calore, o in motori accoppiati a generatori per la produzione di sola elettricità o per la cogenerazione di elettricità e calore. Gli impianti termoelettrici a biogas effettuano quindi la conversione dell’energia termica contenuta nel biogas in energia meccanica e successivamente in energia elettrica. Nel caso, molto comune, di impianti alimentati da biogas prodotto nelle discariche controllate di rifiuti urbani, le parti principali dell’impianto sono le seguenti: • sezione di estrazione del biogas da discarica (pozzi di captazione, linee di trasporto, collettori di raggruppamento); • sezione di aspirazione e condizionamento del biogas da discarica (collettore generale, separatori di condensa, filtri, aspiratori);
il biogas • sezione di produzione dell’energia elettrica (gruppi elettrogeni) e torcia (dispositivo di sicurezza per bruciare l’eventuale biogas non combusto nella sezione di produzione energetica). Nel caso dei biogas non derivanti da discarica, lo schema impiantistico prevede, al posto della sezione di estrazione, una sezione di produzione (digestore) e raccolta (gasometro) del biogas, poi inviato ai gruppi elettrogeni per produrre energia elettrica.
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una particolare bioenergia: il biogas
torcia
discarica controllata pozzi di captazione del gas
collettori del gas
gruppo elettrogeno
aspirazione e trattamento gas
Schema di un impianto alimentato da biogas
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trasformatore
rete
Produzione regionale da bioenergie nel 2011
In termini di produzione da bioenergie il Nord Italia presenta sempre le Regioni con i valori piÚ alti: Lombardia 21% ed Emilia Romagna 14%, seguono poi al Sud la Puglia (13%) e la Campania (8%). Tutte le altre Regioni presentano un contributo variabile a partire dallo 0,1% della Valle d’Aosta.
Produzione in ITALIA:
10.832 GWh
Suddivisione per classe percentuale della produzione fino a 1,0 1,1 - 2,0 2,1 - 4,0 4,1 - 8,0 8,1 - 16,0 16,1 - 22,0
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impianti a maree, correnti I movimenti marini che possono fornire, con adeguate Analogamente a quanto avviene per un impianto tecnologie, energia elettrica rinnovabile sono tre: idroelettrico tradizionale, una volta aperte le paratie le maree, le correnti marine e il moto ondoso. che delimitano il bacino, il movimento dell’acqua uscente dal bacino stesso potrà essere trasformato in L’azione gravitazionale sul mare compiuta energia elettrica tramite turbine. costantemente dalla Luna e, in misura minore, dal Sole, genera le maree: esse nascono dal movimento orizzontale dell’acqua marina che insegue i corpi celesti. Come accade per l’impianto di La Rance in Francia, durante l’alta marea è possibile racchiudere l’acqua che si accumula nei pressi delle coste, tramite paratie, all’interno di un bacino artificiale. In questo modo, durante la bassa marea, il bacino si trova a racchiudere l’acqua ad un livello superiore a quello del mare.
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marine e moto ondoso paratoie sbarramento
rete trasformatore
generatore
livello alta marea turbina bidirezionale livello bassa marea fondale marino
Schema dell’impianto a maree (La Rance Francia)
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impianti a maree, correnti marine e moto ondoso Le correnti marine si sviluppano fondamentalmente a causa delle maree e/o della differenza di temperatura dell’acqua marina. Tali correnti possono essere sfruttate energicamente in maniera simile al vento: la corrente fa muovere un rotore, formato da piÚ pale e collegato ad un asse verticale montato su una piattaforma galleggiante ancorata al fondale marino tramite cavi; la rotazione è trasferita, tramite un moltiplicatore di giri, ad un generatore elettrico posto all’interno della piattaforma.
Impianto Kobold - Stretto di Messina
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Schema di un impianto a correnti marine (Kobold)
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impianti a maree, correnti marine e moto ondoso La gamma dei dispositivi impiegati per la conversione Sistemi a galleggianti ancorati sul fondale dell’energia del moto ondoso è ampia e diversificata. Archimedes Wave Swing (AWS) • I sistemi a galleggianti ancorati ai fondali sono strutture composte da un cilindro cavo, riempito d’aria, che si muove in verticale al passaggio dell’onda, mentre la parte inferiore, ancorata al fondale, ha al suo interno un generatore elettrico che trasforma il moto verticale del cilindro in energia elettrica. • I sistemi con apparati galleggianti sono un insieme di corpi cilindrici galleggianti, collegati da giunti articolati, posti in mare aperto. Il passaggio dell’onda mette in moto dei pistoni idraulici interni ai cilindri che alimentano motori collegati ad un generatore elettrico. • I sistemi a colonna d’acqua oscillante sono gli unici impianti a moto ondoso on-shore. Sono costituiti da una camera in calcestruzzo, posta sulla costa, all’interno della quale può entrare l’acqua marina: il livello del mare si innalza e si abbassa per effetto delle onde, le quali provocano un movimento dell’aria all’interno della camera. Di seguito si riporta una breve descrizione dei sistemi più comuni, classificati in base al principio di sfruttamento del moto ondoso.
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Si tratta di una tecnologia off-shore costituita da una struttura semisommersa, attivata dalle variazioni di pressione statica derivanti dalle variazioni di quota della superficie libera delle onde. La parte superiore della struttura, infatti, è costituita da un cilindro cavo in acciaio, riempito di aria, che si muove in verticale sotto l’azione della variazione di pressione esercitata dal passaggio dell’onda, mentre la parte inferiore della struttura è fissata al fondale marino. L’aria all’interno della camera cilindrica si comporta, in altri termini, come una molla - di rigidezza variabile a seconda che si aumenti o si riduca la pressione all’interno del cilindro - che si comprime o si estende a seconda che la cresta o la valle dell’onda si presenti al di sopra della parte galleggiante della struttura. Esiste un realizzazione funzionante di questo tipo di impianto lungo le coste del Portogallo (Porto), posizionato su un fondale di circa 40 m di profondità e costituito da una struttura cilindrica di 9 m di diametro e 18 m di altezza, con una potenza massima di circa 2 MW.
rete trasformatore cavo elettrico superficie del mare
galleggiante
generatore elettrico lineare basamento fondale marino
Schema del sistema AWS
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impianti a maree, correnti marine e moto ondoso Sistema con apparati galleggianti - Pelamis É costituito da un insieme di corpi cilindrici galleggianti collegati fra loro tramite giunti articolati, posizionati in mare aperto. Al passaggio dell’onda i giunti si spostano in maniera ortogonale alla direzione dell’onda stessa (con movimenti di beccheggio e di imbardata): gli spostamenti mettono in moto dei pistoni idraulici interni al dispositivo che alimentano dei motori idraulici collegati ad un generatore elettrico. I prototipi finora realizzati sono composti normalmente da 3-4 grossi cilindri collegati tra loro, aventi ciascuno un diametro di 3,5 m. L’impianto di Orkney, Regno Unito, ha una lunghezza complessiva di 150 metri per una potenza di 0,75 MW.
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modulo conversione di potenza
oscillazione Pelamis verticale e orizzontale
rete
segmento tubolare principale
trasformatore
cavo elettrico
direzione onda mare aperto
ancoraggio
fondale marino
Schema del sistema Pelamis
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impianti a maree, correnti marine e moto ondoso
Sistemi a Colonna d’Acqua Oscillante - effetto volano che riduce le fluttuazioni di potenza. Nel Oscillating Water Column (OWC) mondo esistono diversi esempi di impianti OWC. In Europa sono operativi l’impianto di Pico delle Azzorre Si presentano come strutture semisommerse (Portogallo) e quello sull’isola di Islay (Regno Unito). generalmente sulla costa, realizzate in acciaio o preferibilmente in calcestruzzo, costituite da una camera di captazione all’interno della quale il livello dell’acqua si innalza e si abbassa ciclicamente per effetto dell’onda incidente. L’onda ascendente in entrata provoca una compressione dell’aria presente all’interno della camera di captazione, nella cui parte superiore è installata la turbina, che viene così messa in rotazione. Analogamente, l’onda discendente provoca una decompressione, anch’essa sfruttata per mettere in moto la turbina. In questi impianti, infatti, vengono impiegate turbine unidirezionali in grado di mantenere lo stesso senso di rotazione (ad esempio turbine Wells), pur funzionando con due flussi d’aria in direzioni opposte (compressione e decompressione). Il funzionamento di tipo pneumatico presenta il vantaggio di non sottoporre la turbina e le altre parti meccaniche all’azione corrosiva diretta dell’acqua marina. Le potenze massime raggiungibili si aggirano fra 0,5 e 1 MW, con diametri della turbina compresi fra i 2 ed i 3,5 m, in grado di produrre un apprezzabile
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trasformatore turbina ad aria bidirezionale
mare
onde
camera di captazione
rete
generatore
compressione/ decompressione aria
Schema del sistema OWC
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Produzione lorda di energia elettrica rinnovabile nell’UE15 nel 2011 Nel 2011 con i suoi 83 TWh, l’Italia sale al 4° posto tra i paesi dell’UE-15 per produzione lorda di energia elettrica rinnovabile, dopo la Germania, la Spagna e la Svezia, superando la Francia. L’aumento della produzione rinnovabile in Italia, che passa dai 77 TWh del 2010 agli 83 TWh del 2011, è trainato dalla produzione solare cresciuta da 1,9 TWh a 10,9 TWh; è aumentato anche il contributo delle altre fonti, a meno della produzione idraulica che è scesa di circa 5 TWh.
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Produzione UE 15:
610.729 GWh
Fonte IEA Dati provvisori
Produzione lorda di energia elettrica rinnovabile nell’UE15 per fonte nel 2011 Analizzando la composizione del mix di produzione rinnovabile dei paesi dell’Europa dei 15, è possibile verificare che in Austria, Svezia e Francia la produzione da fonte idraulica nel 2011 si attesta su percentuali pari o superiori al 70%. L’eolico è molto diffuso in Danimarca e Irlanda, ove rappresenta rispettivamente il 70% e l’81% della produzione rinnovabile. La Spagna e il Regno Unito si attestano su percentuali pari a 49% e 45%. Le bioenergie presentano il peso maggiore nel mix di produzione rinnovabile di Olanda (57%), Belgio (53%) e Finlandia (44%). Germania e Italia superano i 10 TWh di produzione da fonte solare, mentre il geotermico è rilevante solo in Italia con oltre 5 TWh. La produzione da maree e moto ondoso è presente solo in Francia con 0,5 TWh
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classifica dei Paesi UE per produzione da fonte rinnovabile La produzione da fonte solare, eolica e da bioenergie è quella che negli ultimi anni ha registrato la crescita maggiore.Tra i paesi dell’UE-15 si riportano i maggiori produttori dell’anno 2011.
Solare
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Eolica
Bioenergie
acronimi GSE Gestore dei Servizi Energetici - GSE S.p.A. AU Acquirente Unico - AU S.p.A. FER Fonti di Energia Rinnovabili GME Gestore dei Mercati Energetici - GME S.p.A. RSE Ricerca sul Sistema Energetico - RSE S.p.A.
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glossario Archimedes Wave Swing - AWS (sistemi a galleggianti ancorati sul fondale): tecnologia offshore, cioè realizzata in mare, che sfrutta le variazioni di quota della superficie libera delle onde, per movimentare in verticale un cilindro cavo la cui parte inferiore è ancorata al fondale marino. Il moto verticale del cilindro viene trasformato in energia elettrica da un generatore elettrico.
Certificati verdi: titoli annuali emessi da GSE che attestano la produzione da fonti rinnovabili di 1 MWh di energia. Produttori e importatori hanno l’obbligo di immettere in rete energia da fonti rinnovabili, in quantità pari ad una percentuale del totale dell’elettricità prodotta o importata l’anno precedente da fonti convenzionali (al netto di esportazione, servizi ausiliari di centrale e cogenerazione).
Bioenergie: insieme di biomasse, biogas e bioliquidi. Biogas: miscela di vari tipi di gas (per la maggior parte metano e anidride carbonica) prodotto dalla fermentazione batterica anaerobica dei residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione, carcasse in putrescenza, liquami zootecnici o fanghi di depurazione, scarti dell'agroindustria. Il biogas si forma spontaneamente nelle discariche. Bioliquidi: combustibili liquidi per scopi energetici diversi dal trasporto, compresi l'elettricità, il riscaldamento ed il raffreddamento, prodotti dalla biomassa. Biomassa: frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.
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Chilowatt (kW): multiplo dell’unità di misura della potenza, pari a 1.000 Watt. Chilowattora (kWh): multiplo dell’unità di misura dell’energia, pari a 1.000 Wattora. Cogenerazione: produzione combinata di energia elettrica ed energia termica in uno stesso impianto, con il vantaggio di garantire un significativo risparmio di energia primaria rispetto agli impianti separati, secondo le modalità definite dall’Autorità per l’energia Elettrica ed il Gas (Delibera AEEG 42/02 e s.m.i.). Corrente marina: massa di acqua marina in movimento rispetto all'acqua che la circonda e dalla quale si può differenziare per densità, salinità, temperatura o colore. Efficienza energetica: capacità di sfruttare l’energia adottando comportamenti e misure che consentano il risparmio energetico mediante la riduzione di perdite e sprechi, ovvero ridurre il consumo di energia a parità di servizio o prodotto fornito.
Energia: capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro. L’energia non può essere creata, ma soltanto trasformata in varie forme (elettrica, chimica, termica ecc.) Energia elettrica: forma di energia molto pregiata in quanto facilmente trasportabile da un luogo ad un altro per mezzo delle linee elettriche (elettrodotti). Energia eolica: Energia cinetica presente nel vento, che può essere sfruttata per produrre energia meccanica e elettrica. Energia idraulica: energia ottenuta a seguito della caduta dell'acqua attraverso un dislivello; è una risorsa naturale disponibile ove esista un considerevole flusso costante d'acqua. Energia geotermica: energia immagazzinata sotto forma di calore nella crosta terrestre. Energia meccanica: energia potenziale o cinetica posseduta dai corpi posti ad una certa altezza o in movimento. Energia rinnovabile: energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas.
Energia solare: energia associata alla radiazione solare. Rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra. Energia termica: energia data dal movimento delle molecole all'interno dei corpi che aumenta con l'innalzamento della temperatura. Fonti fossili: fonti disponibili in quantità limitata, quali petrolio, gas e carbone, derivanti della trasformazione di sostanze organiche. La loro formazione ha richiesto tempi molto lunghi e processi complessi come la fossilizzazione. Fonti rinnovabili: fonti non esauribili e non fossili, quali sole, onde, vento, onde, acqua, calore della terra e bioenergie. Impianto alimentato da bioenergie: impianto che converte, dopo un trattamento preliminare materia prima, l’energia termica contenuta nella stessa in energia meccanica e successivamente in energia elettrica. Impianto eolico: impianto che trasforma l’energia cinetica del vento in energia elettrica. I generatori eolici o aerogeneratori convertono direttamente l'energia cinetica del vento in energia meccanica, che può essere utilizzata per il pompaggio, per usi industriali e soprattutto per la generazione di energia elettrica.
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glossario Impianto eolico off-shore: wind-farm costruite in mare. Rappresenta un’utile soluzione per quei paesi densamente popolati e con forte impegno del territorio che si trovano vicino al mare. Impianto eolico on-shore: wind farm costruite sulla terraferma, generalmente sui crinali delle montagne. Impianto fotovoltaico: impianto nel quale le cellule fotovoltaiche, assemblate in moduli, trasformano la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando le proprietà fisiche di alcuni semiconduttori come il silicio. Impianto fotovoltaico a concentrazione: particolare tipologia di impianto fotovoltaico che raggiunge un rendimento più elevato rispetto al fotovoltaico tradizionale, concentrando la luce solare tramite sistemi ottici. Impianto geotermoelettrico: impianto che sfrutta l’energia termica presente nel fluido geotermico in energia elettrica. Impianto idroelettrico: impianto che raccoglie e convoglia volumi di acqua da una quota superiore ad una inferiore allo scopo di sfruttare l'energia potenziale idraulica, in genere di un corso d'acqua . L’energia potenziale dell’acqua viene trasformata in energia meccanica, e l’energia meccanica in energia elettrica.
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Incentivi alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili: incentivazione che viene riconosciuta dal GSE alla produzione di energia elettrica o alla parte di produzione che viene immessa in rete da impianti alimentati da fonti rinnovabili. Le tariffe incentivanti vengono determinate in relazione alla tipologia di fonte utilizzata per la produzione dell’energia elettrica, alla potenza dell’impianto e all’intervento effettuato sull’impianto. Marea: movimento periodico dell'acqua del mare che si alza e si abbassa a causa dell'attrazione esercitata dalla Luna e, in parte, dal Sole. Mercato elettrico: il decreto di liberalizzazione del mercato elettrico (il cosiddetto "decreto Bersani"), datato 19 febbraio 1999, ha sancito l'inizio dell'apertura del mercato elettrico italiano in applicazione della Direttiva Comunitaria CE 96/92. Con la liberalizzazione completa del mercato elettrico, le imprese possono identificare fornitori alternativi all'esistente con cui negoziare elementi commerciali significativi come prezzo e condizioni di fornitura. Modulo fotovoltaico: insieme di più celle fotovoltaiche collegate in serie e incapsulate in una struttura rigida a copertura trasparente. Moto ondoso: movimento più evidente del mare o, più in generale, di qualunque superficie d'acqua, caratterizzato da onde e dal loro moto in propagazione.
Oscillating Water Column - OWC (Sistemi a colonna d’acqua oscillante): strutture semisommerse realizzate in acciaio o calcestruzzo, all’interno delle quali il livello dell’acqua si alza e si abbassa ciclicamente per effetto dell’onda incidente, consentendo l’azionamento delle turbine unidirezionali, ovvero di turbine in grado di mantenere lo stesso senso di rotazione pur funzionando con flussi d’aria in direzioni opposte. La turbina è collegata con un generatore e quest’ultimo con un trasformatore. Pacchetto Clima Energia: l’Unione Europea ha lanciato per il 2020 una sfida ambiziosa che consiste nel raggiungimento di tre obiettivi: tagliare del 20% le emissioni di gas a effetto serra rispetto ai livelli del 1990, incremento al 20% del contributo delle rinnovabili nel mix energetico dell’Unione Europea; incremento al 20% dell’efficienza energetica nella UE. Pelamis (sistemi con apparati galleggianti): insieme di corpi cilindrici galleggianti collegati tra loro tramite giunti articolati, posizionati in mare aperto. Gli spostamenti di questi giunti, al passaggio dell’onda, azionano dei pistoni idraulici interni che alimentano motori idraulici collegati ad un generatore elettrico.
Sistema elettrico: complesso degli impianti di produzione, delle reti di trasmissione e di distribuzione, dei servizi ausiliari e dei dispositivi di interconnessione e dispacciamento presenti sul territorio nazionale. Sviluppo sostenibile: concetto che comprende al suo interno considerazioni ambientali e sociali, e mira a realizzare una crescita politico-economica che non comprometta l’ambiente e assicuri, allo stesso tempo, una equa distribuzione della ricchezza tra le popolazioni mondiali. Watt: unità di misura della potenza elettrica. Wattora: unità di misura di energia. È l’energia fornita dalla potenza di un Watt per un’ora. Wind farm (o fattorie del vento): parchi eolici formati da più aerogeneratori collegati insieme e connessi con la rete di media o di alta tensione. È necessario distanziare opportunamente gli aerogeneratori (almeno cinque – dieci volte il diametro delle pale) per evitare interferenze reciproche che potrebbero causare cadute di produzione.
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Progetto grafico Paola Bartolomei Stampa Arti Grafiche Tilligraf - Roma Finito di stampare nel mese di novembre 2012 su carta naturale ecologica Fedrigoni Arcoset - Arcoprint 1EW Pubblicazione fuori commercio A cura di Divisione Gestione e Coordinamento Generale UnitĂ Sviluppo Organizzativo Si ringraziano tutti i colleghi che hanno collaborato alla realizzazione della presente Guida
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