ACQUA ED ENERGIA

ACQUA ED ENERGIA

        BARRESI FRANCESCO, CAMOLESE MATTEO, MANZAN GIOIA, PIETROVECCHIO FRANCESCO, SALVIAN LEONARDO

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ACQUA ED ENERGIA

    L'acqua è una limitata risorsa preziosissima, non utile soltanto per la vita, ma anche per la creazione di energia elettrica, ciò da vita ad iniziative che puntano all’efficienza energetica e all’adozione di fonti di energia pulita tramite l'utilizzo di acqua. L’Agenzia Internazionale per l’Energia (AIE) ha riconosciuto l’importanza della relazione tra acqua ed energia nel 2012.    

SISTEMI DI ENERGIA DERIVANTI DALL'ACQUA

    ​​​​​​​SISTEMA IDROELETTRICO SISTEMA GEOTERMICO SISTEMA MAREOMOTORE ​​​​​​​SISTEMA DEL MOTO ONDOSO

ENERGIA IDROELETTRICA

L’idroelettrico è una modalità di produzione di energia elettrica legata alla risorsa dell’acqua ed è utilizzato in tutto il mondo. Per produrre energia elettrica in un impianto idroelettrico bisogna far convogliare l’acqua dal bacino di raccolta posto a livello superiore: da qui, per mezzo di condotte forzate, l’acqua arriva alla turbina che si trova più in basso. L’energia dell’acqua, passando attraverso la turbina, determina la rotazione del girante della turbina collegata all’alternatore producendo così l’energia elettrica. La potenza elettrica ricavata da un impianto idroelettrico dipende dalla quantità di acqua convogliata nella turbina, dall’altezza del salto e dal rendimento elettrico del generatore.

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Caption: : ESEMPIO DI CENTRALE IDROELETTRICA

ENERGIA GEOTERMICA

La geotermia consiste nell’utilizzare in superficie il calore prodotto dal sottosuolo. La temperatura aumenta circa di 3 °C ogni 100 metri di profondità:  Se la temperatura del sottosuolo è elevato, oltre i 150° C, l’acqua in superficie può essere usata sotto forma di vapore per alimentare turbine e produrre elettricità. L’energia meccanica della turbina viene infine trasformata in elettricità tramite un sistema alternatore. Per alimentare la produzione del vapore acqueo si ricorre spesso all’immissione di acqua fredda in profondità, questo serve per mantenere costante il flusso del vapore. In questo modo si riesce a far lavorare a pieno regime le turbine e produrre calore con continuità.

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Caption: : ESEMPIO DI CENTRALE GEOTERMOELETTRICA

ENERGIA MAREOMOTRICE

L'energia mareomotrice è l'energia ricavata dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree. In una centrale mareomotrice l'acqua affluisce e defluisce in un vasto bacino, passando attraverso una serie di tunnel, e poi fa girare delle turbine collegate a generatori. Nella bassa marea l'acqua del bacino defluisce verso il mare aperto, mettendo in rotazione la turbina. Quando il livello del mare ricomincia a salire e l'onda di marea è sufficientemente alta, si fa fluire l'acqua del mare nel bacino e la turbina si mette nuovamente in rotazione. Per ottenere la produzione di energia sia con marea crescente che calante,si usano turbine reversibili, che funzionano con entrambe le direzioni del flusso.

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Caption: : ESEMPIO DI CENTRALE MAREOMOTRICE

ENERGIA DEL MOTO ONDOSO

Il moto ondoso, che è provocato dall’effetto del vento sulla superficie del mare, è caratterizzato da un’alta densità energetica. La potenza del moto ondoso viene misurata in kW per metro di fronte ondoso. Esistono diversi tipi di impianti: !.Sistemi con impianti sommersi 2.Sistemi con apparati galleggianti 3.Sistemi OWC  

Una struttura sommersa e fissata al fondale marino. La parte superiore della struttura è un cilindro cavo che si muove in verticale, sfruttando il cambiamento di pressione idrostatica dovuto al passaggio delle onde.

1. SISTEMI CON IMPIANTI SOMMERSI

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Caption: : ESEMPI DI IMPIANTI SOMMERSI

Cilindri galleggianti che sfruttano l’ampiezza delle onde in mare aperto. Il movimento delle onde mette in moto dei pistoni idraulici collegati ad un generatore elettrico.

2. SISTEMA CON APPARATI GALLEGGIANTI

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Caption: : ESEMPIO DI APPARATI GALLEGGIANTI

Si tratta di una soluzione tecnologica molto interessante, che sfrutta il principio della colonna d’acqua oscillante, strutture in acciaio o calcestruzzo, in parte immerse in mare.

3. SISTEMI OWC

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Caption: : ESEMPIO DI OWC

SCIENZE DELLA TERRA

LE ONDE LE MAREE

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1. LE ONDE

LE ONDE, SONO GENERATE DAL VENTO CHE COLPISCE E FA MUOVERE LE PARTICELLE SUPERFICIALI DELL'ACQUA. LA PRESSIONE DEL VENTO, INIZIALMENTE, CREA DELLE LIEVI INCRESPATURE, CHE POI DIVENTERANNO VERE E PROPRIE ONDE. LE ONDE CHE SI CREANO IN QUESTO MODO VENGONO CHIAMATE "ONDE FORZATE", E SI ALLONTANANO DAL LUOGO IN CUI SI SONO FORMATE ANCHE PER MIGLIAIA DI KILOMETRI.   LE ONDE  CHE SONO LONTANE DAL LORO PUNTO DI ORIGINE, E CHE SONO RISCONTRABILI ANCHE SENZA VENTO, VENGONO DETTE "ONDE LIBERE".  

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QUANDO IL VENTO COLPISCE LE PARTICELLE IN SUPERFICIE, ESSE SI ABBASSANO E PREMONO SULLE PARTICELLE SOTTOSTANTI, COSTRINGENDOLE A MUOVERSI. SI CREA COSI' UN MOTO CIRCOLARE. TALI ONDE VENGONO CHIAMATE "ONDE DI OSCILLAZIONE" L'AGITAZIONE DELLE PARTICELLE, POI, SI ESAURISCE AD UNA CERTA PROFONDITA' (DI SOLITO PARI ALLA META' DELLA LUNGHEZZA D'ONDA).   IN PROSSIMITA' DELLA COSTA, LE PARTICELLE SFREGANO COL FONDALE MARINO, E ,LE ONDE DI OSCILLAZIONE DIVENTANO "ONDE DI TRASLAZIONE", CHE OLTRE AD ENERGIA, TRASPORTANO MATERIA (CIO' CHE L'ACQUA CONTIENE).   L'ALTEZZA DELLE ONDE DI NORMA NON SUPERA I 9 METRI.   LA VELOCITA' DELLE ONDE, DIPENDE DAL VENTO CHE LE PRODUCE.

1.1 RIFRAZIONE DELLE ONDE

IN PRESENZA DEI BASSI FONDALI, SI VERIFICA LA RIFRAZIONE: DIMINUISCE LA PROFONDITA' DEL FONDALE, DIMINUISCE ANCHE LA VELOCITA' DELL'ONDA.   LE ONDE VENGONO DEVIATE DALLA LORO DIREZIONE, E QUESTO DAL MOMENTO CHE INCONTRANO UN FONDALE SEMPRE MENO PROFONDO, TENDONO A DISPORRE LE CRESTE DELLE ONDE PARALLELAMENTE ALLA RIVA.   CON MENO PROFONDITA' L'ONDA FA RISENTIRE I SUOI EFFETTI IN MENO SPAZIO E QUINDI AUMENTA IN ALTEZZA.

2. LE MAREE

LE MAREE SONO INNALZAMENTI E ABBASSAMENTI DEL LIVELLO DEL MARE CAUSATO DALL'ATTRAZIONE GRAVITAZIONALE DELLA LUNA E DEL SOLE. ATTRATTE DALLA LUNA, LE ACQUE, SI SOLLEVANO DANDO ORIGINE ALL'ALTA MEREA. NELLE ZONE SITUATE A LONGITUDINI  DI 90° RISPETTO ALLE ZONE DI ALTA MAREA, L'ACQUA DIMINUISCE PERCHE' ATTRATTA NELLE ZONE DI ALTA MAREA, QUINDI SI VERIFICA LA BASSA MAREA. LA DIFFERENZA TRA L'ALTEZZA MASSIMA DI ALTA MAREA, E IL LIVELLO MINIMO DI BASSA MAREA, SI CHIAMA AMPIEZZA DI MAREA. L'AMPIEZZA VARIA DA LUOGO A LUOGO.   

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2.1 IL RITMO DELLE MAREE

LE LOCALITA' COSTIERE SONO IN GENERE INTERESSATE, NELLO STESSO GIORNO, DA DUE ALTE MAREE E DUE BASSE MAREE. IL PERIODO COMPLETO E' SI 24 ORE E 50 MINUTI (GIORNO LUNARE). PERCHE' LA TERRA RUOTA SU SE' STESSA E LA LUNA SI MUOVE ATTORNO ALLA TERRA.   AFFINCHE' LA LUNA RIPASSI SUL MERIDIANO IN UN DATO LUOGO, LA TERRA, COMPIE UNA ROTAZIONE AGGIUNTIVA DI 12°  PARI ALLO SPOSTAMENTO COMPIUTO NEL FRATTEMPO DALLA LUNA SULLA SUA ORBITA. LA TERRA IMPIEGA 50 MINUTI PER EFFETTUARE QUESTO ULTERIORE ANGOLO DI ROTAZIONE. A CAUSA DELLO SFREGARE COL FONDO, L'ALTA MAREA NON SI VERIFICA ESATTAMENTE QUANDO LA LUNA E' SUL MERIDIANO, MA CON UNA VARIABILE CHIAMATA "ORA DI PORTO".

2.2 MAREE E FASI LUNARI

LE AMPIEZZE, MUTANO NEL CORSO DI UN MESE. NEL FENOMENO INTERVIENE ANCHE IL SOLE, CHE AGISCE IN MODO ANALOGO ALLA LUNA   QUANDO,SI E' IN PRESENZA DELLA CONGIUNZIONE TRA SOLE, TERRA E LUNA (IN FASE DI LUNA NUOVA O PIENA) LE DUE FORZE (ATTRAZIONE SOLE + ATTRAZIONE LUNA) SI SOMMANO , COSI' FACENDO, L'AMPIEZZA ARRIVA A VALORI MASSIMI CHIAMATI "MAREE VIVE".   QUANDO, AL CONTARIO, LE CONGIUNZIONI, SOLE-TERRA E SOLE-LUNA FORMANO UN ANGOLO RETTO (LUNA IN PRIMO O ULTIMO QUARTO) LE DUE FORZE SI ANNULLANO, E QUESTO FENOMENO E' CHIAMATO "MAREE MORTE".