Il Sole a Scuola

• Provincia di Perugia

• Ministero dell’ambiente

• Agenzia per l’energia e l’ambiente

Fonti di energia

Rinnovabili® Geotermico® Solare® Eolico® Maree® Idroelettrico® Biomasse

Non rinnovabiliPetrolioCarboneGasNucleare

CONSUMI DI ENERGIA NEL MONDO

EJ = EXAJOUL = 1 X 10 18

Le nostre Energie

I combustibili fossiliIl petrolio è una miscela naturale di idrocarburi liquidi e altre sostanze di origine fossile, contenuta in rocce sedimentarie associata a idrocarburi gassosi (gas) e solidi (bitumi) in quantità minori

Il carbone ha rappresentato la fonte energetica che ha dato lo slancio alla rivoluzione industriale. Tuttavia agli inizi del 20° secolo, il petrolio ha lentamente sostituito il carbone, soprattutto per un un aumento del prezzo del carbone causato dall’importanza della manodopera e dalle esigenze salariali dei lavoratori.

Il gas naturale è costituito da una miscela di idrocarburi, in massima parte metano, e da altre sostanze gassose come anidride carbonica, azoto, idrogeno solforato e, in qualche caso, elio. Prima di essere avviato all'utilizzo, il gas naturale viene trattato in modo da eliminare l'anidride carbonica e l'azoto che lo rendono poco infiammabile, e l'idrogeno solforato che è un gas tossico e corrosivo. Ciò che resta è prevalentemente metano.

Svantaggi combustibili fossili

• Esauribilità

• Reperibilità

• Inquinamento

• Costo

hanno un alto rapporto energia/volume sono facilmente trasportabili (la trasportabilità del gas naturale e' funzione della distanza da compiere e della topografia delle zone attraversate con il gasdotto) sono facilmente immagazzinabili sono utilizzabili con macchinari relativamente semplici

I Combustibili FossiliPerché?

Fonti rinnovabili

®Eolico

®Geotermico

®Solare

®Biomasse

®Idroelettrico

®Maree

Eolico

Con energia eolica si intende l'estrazione di energia cinetica del vento per la produzione di energia meccanica o elettrica. Il vento è essenzialmente dovuto all'energia solare che riscaldando masse d’aria, ne provoca lo spostamento.

GeotermicoL’energia geotermica è una forma di energia sfruttabile che deriva dal calorepresente negli strati più profondi della crosta terrestre. Aumentando la profondità della superficie terrestre, la temperatura diventa gradualmente più elevata, aumentando di circa 30 °C per km nella crosta terrestre.

I giacimenti di questa energia sono però dispersi e a profondità così elevate da impedirne lo sfruttamento. Per estrarre e usare il calore imprigionato nella Terra, è necessario individuare le zone dove questo si è concentrato: il serbatoio o giacimento geotermico.

Le biomasse

Biomassa

Ogni sostanza organica derivante direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana.

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O

In questo modo vengono fissate complessivamente circa 2×1011 tonnellate di carbonio all'anno, con un contenuto energetico equivalente a 70 miliardi di tonnellate di petrolio, circa 10 volte l'attuale fabbisogno energetico mondiale.

Energia Idroelettrica

L'energia idroelettrica è stata la prima fonte rinnovabile ad essere utilizzata su larga scala, il suo contributo alla produzione mondiale di energia elettrica è, attualmente, del 18%. L'energia si ottiene sfruttando la caduta d'acqua attraverso un dislivello, oppure sfruttando la velocità di una corrente d'acqua; è una risorsa rinnovabile, disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d'acqua costante.

IL SOLE

Sole • 99,8% della massa del sistema solare. • Stella di medie dimensioni• E’ costituito da: idrogeno (circa il 74% della sua massa, il 92% del suo volume) ed elio (circa il 24-25% della massa, il 7% del volume), cui si aggiungono altri elementi più pesanti presenti in tracce. • Ha una temperatura superficiale di circa 5 780 K ed una interna di circa 15 milioni di Kelvin. • Il sole fonde nel proprio nucleo, l'idrogeno in elio. Tale processo genera una grande quantità di energia (equivalente a 3,83 × 1026 J), emessa nello spazio sotto forma di radiazione elettromagnetica (radiazione solare) e flusso di particelle (vento solare).• La radiazione solare, emessa fondamentalmente come luce visibile ed infrarossi, consente la vita sulla Terra fornendo l'energia necessaria ad attivare i principali meccanismi che ne stanno alla base; inoltre l'insolazione della superficie terrestre regola il clima e la maggior parte dei fenomeni meteorologici.•L’energia che ci arriva dal sole è pari a 15.000 volte quella che usiamo.

MOVIMENTO DEL SOLE

Rd : RADIAZIONE DIRETTA +

Rdiff: RADIAZIONE DIFFUSA +

Rrif : ALBEDO =

Radiazione Totale

SPETTRO DEL SOLE

ENERGIA MEDIA GIORNALIERA

La quantità di energia solare incidente in un piano dipende:

• A) dall’inclinazione del piano (Tilt).

• B) dall’orientamento (Azimut).

Radiazione solare

POTENZA FOTOVOLTAICA INSTALLATA NEL MONDO

CALCOLO CONSUMI elettrici per la nostra scuola

CALCOLO CONSUMI ANNUI MEDI DI ENERGIA ELETTRICA

DAT PERVENUTI DALLA PROVINCIA PERUGIA CALCOLI

Consumi anno 2006 = 62757 kWhe Consumi anno 2007 = 81395 kWhe

Valore medio = 72076 kWhe

CONSUMO TOTALE ANNUO SCUOLA 72076 kWhe

EMISSIONI ANNUE DA IMPIANTI ELETTRICI

CALCOLIKg CO2 prodotti = (kWht consumati) * (fattore di emissione )

72076 * 0,7 = 51174 Kg CO2

CLASSI DI MERITO DEI CONSUMI SPECIFICI DI RIFERMENTO PER ENERGIA ELETTRICA Whe/m2 * GG *anno

buonosufficiente insufficiente

Scuole medie superiori

Minore di 9,0 da 9,0 a 12,0 oltre 12,0

Liceo scientifico “Marconi”Foligno (PG)

12,65

IL GAP DEI MATERIALI ELETTRICI

Materiali conduttori

Materiali semiconduttori

Materiali isolanti

Livelli energetici elettroni di conduzioneLivelli energetici elettroni di valenza

BANDA DI

conduzione valenza

Bande di conduzione e di valenza compenetrantesi

Bande di conduzione e di valenza poco distanti (da 1 a 2 eV)

Bande di conduzione e di valenza molto distanti

conduzione

conduzione

valenza

valenza

E

E

E

• Generatore Fotovoltaico

• Inverter

• Quadro

• Interfaccia

Impianto Fotovoltaico

Esempi di angoli di installazione per diverse latitudini

BASSE LATITUDINIPiccoli angoli di inclinazione

ELEVATE LATITUDINIAngoli di inclinazione elevati

(anche posizionamento verticale)

•Cella MONOCRISTALLINA

•Cella POLICRISATALLINA

•AMORFO

COLLEGAMENTO ELETTRICO

Particolare di Cella in Silicio Policristallino

Il modulo

Strato Ricoprente in EVA Vinil-Acetato di Etilene

•Evitare contatto diretto vetro-cella

•Isolare elettricamente

•Evitare che si formino interstizi di aria tra cella e vetro

Il modulo

Aspetto Ambientale

Aspetto Ambientale

MODALITA’ DI POSA IN OPERA

IL CONTO ENERGIA

Esempi

Posa integrata nella coperturta

Posa “retrofit” sul tettoEsempi

Posa su terrazzo

Esempi

Posa integrata in facciata verticale

Tipologia di installazione non conveniente alle nostre latitudini

Esempi

Esempi

1- evitare di tenere le luci accese2- ridurre le fonti luminose3- Sostituire lampadina a incandescenza

con lampadina CFL a basso consumo

4- spegnere gli stand-by

E noi? In casa e a scuola

Grazie per l’attenzione.

Hanno partecipato

Giulio Pellegrini 5Bbil

Luca Schiavoni 2Cst

Kostantin Pilyanskyy 2Cst

David Fortunati 5Cst

Gabriele Serino 5Cst

Micalai Bazas 5Cst