Come si produce l’energia elettrica?

L’energia elettrica ci consente di svolgere differenti attività durante la giornata. Ma come viene prodotta l’elettricità?Tutto ebbe inizio con l’esperimento dell’aquilone di Benjamin Franklin...

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Energia, cos’è?

L’energia è un’entità astratta che alimenta corpi e macchinari. Esiste in varie forme: primaria (presente in natura) e secondaria. L’energia elettrica è una fonte di energia secondaria, a differenza di quella termica o delle scariche elettriche dei fulmini che l’uomo non è in grado di sfruttare. Nel 1752 lo scienziato Benjamin Franklin provò, grazie all’esperimento dell’aquilone, che i fulmini sono una forma di elettricità.

L’energia è legata ai concetti di lavoro e di forza. Anche noi, senza energia non potremmo camminare e svolgere le attività che siamo abituati a compiere ogni giorno. Ci sono diversi tipi di energia. L’energia può essere di movimento (cinetica o meccanica), chimica, termica e elettrica. Bisogna dire che l’energia non si crea ma si trasforma . Ad esempio, quando mangiamo trasformiamo il cibo (energia chimica) in energia cinetica (di movimento) per poter camminare. Intanto in America è stato progettato il primo treno in grado di recuperare energia elettrica lungo i binari della ferrovia durante il suo moto.

La corrente elettrica può essere continua o alternata, come quella che viene erogata nelle nostre case. Si tratta di un flusso ordinato di elettroni che si spostano attraverso un cavo (materiale conduttore). E’ importante avere una rete Power Quality, ovvero una rete elettrica più efficiente che riduce le possibilità di guasti e/o malfunzionamenti alle apparecchiature elettriche o elettroniche ad essa collegate. Le industrie, negli ultimi anni sono sempre più attente e sensibili al Power Quality, ovvero la qualità dell’Energia Elettrica.
In quanto da una parte il consumatore di energia richiede una potenza elettrica con una certa qualità; dall’altra i carichi possono avere un impatto negativo sul sistema elettrico e quindi sono soggetti anch’essi ad una valutazione in termini di qualità.
Possono provocare problemi e danneggiamenti alle apparecchiature, e nei casi più gravi, l’interruzione del ciclo produttivo.
La scarsa qualità dell’energia elettrica quindi si ripercuote sull’efficienza dei sistemi, sulla qualità delle lavorazioni, sulla loro disponibilità, sull’affidabilità dei macchinari, sulla sicurezza e ovviamente sui costi di gestione.
Prima di tutto è quindi importante documentarsi sul power quality del proprio impianto.
Garantire un’energia sostenibile è dunque una delle sfide più importanti per il futuro delle aziende che vogliono essere sempre più competitive.

Come si produce energia elettrica

In Italia si produce energia elettrica grazie all’utilizzo di fonti rinnovabili, non rinnovabili e dagli acquisti esteri (importazione di combustibili fossili). Ricordiamo che dopo il referendum del 2011 in Italia è stata esclusa la possibilità di sviluppare il nucleare. 

Nella zona di Parma, ad esempio è presente l'azienda Solarfarm , che offre un servizio ad hoc di  installazione di impianti fotovoltaici,  operando in un'ottica di sostenibilità ambientale. Spingere sulla produzione di energia da fonte rinnovabile, significa favorire la diffusione di soluzioni green e più rispettose dell’ambiente. Oggi più che mai è importante fare questa scelta. Il tema ambientale è sempre più importante e gli effetti del riscaldamento globale sono sotto gli occhi di tutti. Scegliere il fotovoltaico significa accedere a una fonte di energia pulita e soprattutto inesauribile.

Dagli anni ‘80 con il programma di decabornizzazione, si sta mirando allo sviluppo di metodi per la produzione di energia “pulita”  per tutelare l’ambiente.

Inoltre, i combustibili fossili rischiano di esaurirsi. Secondo degli studi recenti, il petrolio potrebbe essere estratto per altri 85 anni. Il carbone durerà un secolo. La produzione di energia elettrica attraverso queste risorse danneggia la salute dell’uomo e l’ambiente.  A livello mondiale i combustibili risultano essere le materie maggiormente sfruttate per la produzione di energia elettrica. Difatti, le centrali termoelettriche in Italia vengono alimentate a gas naturale, a carbone e con il petrolio. Ad oggi, si preferisce l’utilizzo del gas metano poiché non danneggia l’ambiente come gli altri combustibili. Il gas metano si importa dalla Russia, la Libia e l’Algeria.

Il triste e recente confitto tra Russia e Ucraina ha portato i paesi di tutto il mondo a rivedere le proprie politiche di approvvigionamento di gas. Con l'aumentare del costo del gas, a causa del ricatto del gas russo, il tema della sicurezza energetica è tornato prepotentemente in auge.

Pensate che l’Italia è il terzo maggiore importatore di gas metano. Ovviamente, la condizione di dipendenza del nostro Paese per le importazioni da altri Stati di questi combustibili fossili, influisce anche sul prezzo dell’energia elettrica. Ricordiamo che in Italia l’ Autorità per l’Energia stabilisce le condizioni economiche e contrattuali nel mercato di maggior tutela, che dal 1º luglio 2019 cesserà di esistere.

Le centrali elettriche

La produzione di energia elettrica avviene nelle centrali che possono essere suddivise in sei tipologie, in base alla fonte utilizzata, al numero di trasformazioni effettuate, al rendimento, al tipo di macchinari presenti e alla collocazione geografica. In tutte le centrali la produzione di elettricità viene ad opera di un alternatore (che trasforma energia meccanica in energia elettrica). L’alternatore viene collegato sempre a una macchina in grado di produrre energia meccanica: la turbina. Come abbiamo visto, si possono utilizzare fonti rinnovabili (acqua, sole, vento, forza geotermica) e non rinnovabili (combustibili fossili). In Italia il 37% della produzione lorda di energia elettrica deriva dal settore delle rinnovabili.

Ci possono essere diversi tipi di turbina:

• Eolica (alimentata dal vento);
• A vapore (alimentata dal movimento del vapore generato per riscaldamento dell’acqua);
• Idrica (movimento acqua fluviale o marina).

Le centrali elettriche, a seconda della fonte utilizzata, possono essere:

• Centrali termoelettriche, sono gli impianti più utilizzati e funzionano grazie a un combustibile (es. petrolio) che viene bruciato per produrre calore. Questo consente di riscaldare una caldaia e trasformare l’acqua contenuta nelle tubature in vapore. Il vapore in pressione viene portato nella sala macchine e viene convogliato sulle pale delle turbine, ponendole in rotazione;
• Centrali solari, sfruttano l’energia solare;
• Centrali eoliche, utilizzano la velocità del vento;
• Centrali idroelettriche, in funzione grazie al movimento dell’acqua;
• Nucleari;
• Centrali geotermiche, sfruttano il calore naturale dei vapori geotermici contenuti nel sottosuolo.

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