Centrali elettriche

…per poter ricavare l’energia elettrica si ricorre a centrali elettriche che utilizzano risorse energetiche esauribili (petrolio, metano, carbone, uranio) o rinnovabili (raggi solari, vento, acqua, geotermia, rifiuti).

La centrale termoelettrica

è una centrale che utilizza carbone, olio combustibile e gas metano per produrre energia elettrica.

Il calore viene utilizzato per trasformare l’acqua di una caldaia. Il vapore mette in rotazione una turbina a vapore.

La turbina è collegata ad un generatore di corrente, l’alternatore: si ottiene così energia elettrica.

Il trasformatore, infine, aumenta i valori di tensione della corrente prodotta prima di inviarla alle linee di trasporto.

La centrale nucleare

ha un reattore o core dove si trova il combustibile nucleare, formato da pastiglie di uranio, e dove avviene una fissione controllata attraverso apposite barre di controllo.

Il calore prodotto dalla fissione serve a generare vapore surriscaldato che mette in rotazione una turbina a vapore, collegata a un generatore di corrente, l’alternatore: si ottiene così energia elettrica.

https://youtu.be/q3u9yry5Y70

La questione della sicurezza delle centrali nucleari è sempre stata al centro di discussioni e polemiche tra i sostenitori del nucleare e coloro che sono contrari a questa risorsa energetica ritenuta troppo pericolosa.

Dopo l’incidente di Chernobyl, in Ucraina, nel 1986 che portò alla distruzione del nocciolo del reattore rilasciando grandi quantità di materiale radioattivo nell’ambiente e causando molte vittime,  si è avuto come effetto la sospensione dei programmi nucleari in diversi Paesi tra cui l’Italia. In Italia un referendum condotto qualche settimana dopo l’incidente, ha confermato l’opposizione di gran parte della popolazione alla scelta nucleare.

La centrale eolica

è formata da più aereogeneratori collegati insieme a formare le wind farm (o fattorie del vento).

Il componente essenziale di un generatore eolico è il rotore, costituito da un certo numero di pale fissate sul mozzo e progettate per sottrarre al vento parte della sua energia cinetica e trasformarla in energia meccanica di rotazione. Il rotore, tramite un moltiplicatore di giri, aziona il generatore elettrico.

Oggi la tecnologia punta ai grandi generatori installati in mare aperto (impianti eolici offshore).

La centrale idroelettrica

utilizza la caduta delle acque dei fiumi e dei torrenti, raccolte in grandi bacini artificiali, creati sbarrando le valli con le dighe.

L’acqua raccolta nel bacino artificiale a monte viene convogliata, attraverso un canale deviatore, alle condotte forzate. Il getto violentissimo dell’acqua, che esce sotto pressione dalle condotte, colpisce le pale di una turbina, mettendola in rotazione. Altezze di caduta diverse richiedono tipi diversi di turbine.

La turbina è collegata a un generatore di corrente elettrica: l’alternatore.

Il trasformatore, infine, aumenta i valori di tensione della corrente prodotta prima di inviarla alle linee di trasporto.

La centrale geotermica

sfrutta il calore del sottosuolo che a contatto con l’acqua diventa vapore naturale che fa muovere una turbina collegata ad un alternatore che genera corrente elettrica.

Il vapore residuo viene fatto condensare in una torre di refrigerazione e iniettato nuovamente nel sottosuolo.

La centrale solare fotovoltaica

usa le celle fotovoltaiche, formate da speciali materiali come il silicio, che trasformano direttamente l’energia luminosa dei raggi solari in energia elettrica. Le comune celle di silicio, di forma quadrata e di 10 cm di lato, possono fornire una potenza di 1,5 watt alla tensione di circa 0,6 volt. Per ottenere un modulo fotovoltaico è necessario collegare più celle tra loro. Più moduli collegati formano un pannello, più pannelli una stringa e più stringhe un campo.

La produzione di calore, invece, può avvenire a basse temperature usando un pannelli solare termico oppure ad alte temperature attraverso centrali solari a torre o sistemi a collettori.

I termovalorizzatori

sono inceneritori cioè sfruttano i rifiuti, che non vanno in discarica, mediante la combustione degli stessi ad alta temperatura per fornire energia elettrica e anche calore (ad es. il teleriscaldamento).

Il calore prodotto dalla combustione dei rifiuti serve a far vaporizzare l’acqua di una caldaia per produrre vapore surriscaldato. Il vapore mette in rotazione una turbina accoppiata ad un alternatore: si trasforma così l’energia termica in energia elettrica.