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Fonti rinnovabili: ecco come funzionano

Pannelli solari e pale eoliche- Credit: iStock

SOSTENIBILITÀ12 settembre 2022

Fonti rinnovabili: ecco come funzionano

di Maura Corrado

Sole, mare, vento, biomassa e calore della Terra sono risorse preziose da cui si può ricavare energia elettrica per uso domestico e industriale.

Da diversi anni, ormai, si parla quotidianamente di fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica. Solare, idroelettrico, eolico, geotermico. Ma cosa sono esattamente? E come si ottengono?

 

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Cosa si intende per fonte rinnovabile

L’energia elettrica da fonti rinnovabili viene così definita, innanzitutto, in quanto proviene da fonti alternative a quelle tradizionali, ottenute, invece, attraverso combustibili fossili come petrolio, carbone e gas naturale. Più precisamente, il termine rinnovabile indica forme di energia ottenute da risorse rigenerabili e dunque non esauribili (a differenza del petrolio, destinato invece ad esaurirsi). Le risorse e i processi da cui si ottiene l’energia rinnovabile consentono pertanto un maggiore rispetto dell’ambiente.

 

 

Quali sono le risorse da cui è possibile ottenere energia rinnovabile?

In base alla normativa in vigore, rientrano nella categoria delle fonti rinnovabili il vento, il sole, le risorse idriche e geotermiche, le maree, il moto delle onde e le biomasse (quest’ultima include sia prodotti vegetali che rifiuti organici e inorganici). Come è possibile intuire, si tratta di risorse che fanno parte della struttura fisica del nostro pianeta e che, quindi, vengono costantemente riprodotte da mezzi presenti in natura.

 

Va detto subito, però, che rinnovabile non è sinonimo di innocuo. Ad esempio, le dighe possono sfruttare la potenza dell’acqua ma, allo stesso tempo, nuocere ai pesci e alla fauna acquatica. Inoltre, le pale eoliche usano la semplice potenza del vento per creare energia elettrica, ma hanno un impatto ambientale non indifferente. Passiamo, ora, ad esaminare i meccanismi di funzionamento delle singole fonti rinnovabili di energia.

Energia eolica

Il riscaldamento e il raffreddamento dell’atmosfera causano la formazione dei venti, così come la rotazione terrestre e altri fattori topografici. Se per molti catturare il vento può sembrare una chimera, le turbine e le pale eoliche sono state ideate proprio con questa finalità. Sfruttando le correnti dei venti, infatti, riescono a produrre energia elettrica. Anche se sono intermittenti, le correnti dei venti riescono a produrre – attraverso turbine e pale - una quantità di kilowattora sempre più importante. Turbine e pale eoliche riproducono oggi il sistema di funzionamento dei vecchi mulini a vento.

 

 

Energia solare

Tra le fonti rinnovabili, è sicuramente la più conosciuta. È una fonte di energia ottenuta dal sole, utilizzata soprattutto per riscaldare e raffreddare case e ambienti di lavoro. L’energia del sole, di per sé illimitata, viene convertita in energia elettrica attraverso pannelli solari e impianti fotovoltaici. Gli impianti fotovoltaici si servono di celle per catturare l’energia solare, che viene poi convertita in energia elettrica. Gli impianti solari termici, inoltre, permettono di riscaldare l’acqua in edifici e aziende. Più in particolare, l’impianto solare termico utilizza i raggi solari per riscaldare un particolare liquido contenuto all’interno dei pannelli, permettendo così di trasferire il calore all’acqua contenuta in uno speciale serbatoio di accumulo.

 

 

Energia geotermica

Tra le fonti rinnovabili rientra anche il calore prodotto internamente dalla Terra, da cui si ottiene l’energia geotermica. Numerose tecnologie consentono di utilizzare il calore terrestre, che ha origine da processi geologici e planetari, trasformandolo nelle forme necessarie. Gli impianti geotermici sfruttano queste fonti di calore per generare energia elettrica. Il calore viene sfruttato ed “estratto” sotto forma di vapore, convogliato poi in superficie. L’uso dell’energia geotermica può avvenire su larga scala per riscaldare edifici commerciali. Il suo sfruttamento diretto include: il riscaldamento di impianti manifatturieri, uffici e serre. Inoltre, il geotermico può essere utilizzato per vari processi industriali (ad esempio la pastorizzazione del latte).

 

 

Energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è rinnovabile ma esauribile: tocca all’uomo, dunque, sfruttarla in maniera sostenibile. La sua scoperta risale a molti secoli fa, quando l’energia dell’acqua veniva utilizzata per il funzionamento di mulini e segherie. Oggi, l’energia cinetica ottenuta dallo scorrimento delle acque (di fiumi e laghi) viene sfruttata in modo diverso e trasformata in energia elettrica. Il sistema più conosciuto è sicuramente quello delle dighe, nelle quali l’acqua viene raccolta in un bacino e poi rilasciata e fatta passare attraverso delle turbine che, a loro volta, producono elettricità. Le centrali deputate a questa funzione sono chiamate centrali con impianti di accumulazione. Esistono, poi, altri due tipi di centrali idroelettriche: le centrali ad acqua fluente e le centrali a bacino.

 

 

Energia mareomotrice

L'energia mareomotrice viene ricavata dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree. Sono diverse le tecnologie che utilizzano l'acqua del mare come forza motrice o che sfruttano il suo potenziale chimico e termico. Il meccanismo che alimenta una centrale in grado di produrre energia mareomotrice prevede che il flusso dell’acqua la conduca da e verso un bacino, in cui viene raccolta, per poi passare attraverso dei tunnel, artificiali o naturali. Man mano che l’acqua scorre acquista velocità, muovendo delle turbine collegate ai generatori elettrici.

 

Il passaggio dell’acqua provoca la trasformazione dell’energia mareomotrice in energia meccanica, mentre un generatore provvede alla trasformazione in energia elettrica. Le principali modalità per ricavare energia dalle maree sono le centrali mareomotrici. Sono dei sistemi a barriera, con un rilevante impatto ambientale, che si basano sullo spostamento orizzontale di grandi masse d’acqua. Ci sono poi gli idrogeneratori, ovvero turbine marine galleggianti, a basso impatto ambientale.

 

 

Bioenergia

La bioenergia, infine, è energia rinnovabile generata a partire dalle biomasse. Di solito la biomassa utilizzata per produrre energia è costituita da materiale vegetale di vario genere e scarti di attività agricole o industriali. Tra gli esempi di materiale da biomassa ci sono fanghi di depurazione, letame animale, trucioli di legno, gusci di frutta secca, paglia, noccioli, scarti delle attività di giardinaggio, bucce di frutta e verdura, ecc.

 

L’uomo ha utilizzato per secoli la bioenergia da biomassa - soprattutto la legna - come importante fonte rinnovabile di energia. Gli impianti a biomassa bruciano il legno e gli altri prodotti di scarto per produrre vapore. Il vapore, una volta convogliato in apposite tubature, fa funzionare le turbine degli impianti a biomassa che, a loro volta, producono energia elettrica da utilizzare in impianti domestici o industriali.