Quello delle fonti di energia rinnovabili è uno dei settori produttivi in fortissima crescita; un contesto estremamente dinamico dove le innovazioni, le nuove tecnologie per il risparmio energetico e le nuove soluzioni per la produzione di energia pulita sono praticamente all’ordine del giorno.
Tuttavia non bisogna solo considerare il discorso sul risparmio economico che deriva dall’utilizzo di queste fonti energetiche; ciò che conta veramente in questo momento è riuscire a produrre energia che abbia un impatto minimo sul nostro pianeta e sulle sue risorse.
Come appena detto, il cambiamento corre veloce, vale la pena allora analizzare le tecnologie più interessanti attualmente disponibili e le principali fonti di energia alternative ai carburanti fossili.
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Efficienza e sostenibilità sono i due paradigmi da seguire per portare verso il futuro il settore dell’energia e le tecnologie ad esso connesse.
Un futuro che passa necessariamente per le energie rinnovabili, tutte quelle fonti non esauribili e che sono in grado di rigenerarsi a una velocità uguale o superiore al consumo umano.
Purtroppo, bisogna tenere a mente che questo tipo di energia pulita non sempre è sufficiente ad assolvere ai bisogni delle persone e, oltre a dover essere utilizzata insieme ad altre fonti, bisogna anche lavorare congiuntamente per efficientarne le modalità di produzione e abbattere il più possibile gli sprechi.
Efficienza e sostenibilità sono i due principali obiettivi che si devono porre gli scienziati per immaginare il futuro del settore dell’energia
In tal senso sono essenzialmente due le strategie da seguire: gli investimenti nel settore, con i governi e i principali fornitori che devono lavorare fianco a fianco per garantire all’innovazione “il carburante” di cui ha bisogno, finanziando nuovi studi e lasciando la parola agli scienziati che da decenni sono al lavoro su soluzioni pronte ad aiutare l’uomo negli anni a venire.
E, in secondo luogo, lo sviluppo di tecnologie e i nuovi sistemi per sfruttare al meglio l’energia prodotta, ripartendola agli utenti che ne hanno bisogno, stoccandola se necessario ma, soprattutto, producendola in modo pulito e senza impattare sul pianeta.
A questo punto, quindi, vale la pena analizzare alcune delle innovazioni più importanti che stanno cambiando il settore dell’energia, traghettandolo verso un futuro all’insegna dell’efficienza, del risparmio energetico e della sostenibilità.
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E tra le nuove tecnologie più interessanti del settore non si può non parlare delle smart grids, un termine che sta a indicare una rete elettrica “intelligente” che sfruttando le moderne tecnologie per la comunicazione (ICT - Information and Communication Technologies), è in grado di fornire informazioni sul fabbisogno energetico in tempo reale migliorando non poco la distribuzione, che si adatta ai bisogni degli utenti evitando sprechi e interruzioni di corrente.
A fare la differenza rispetto alla vecchia idea di rete elettrica è il termine “smart” che sta a indicare un sistema che conosce nel dettaglio la quantità di energia prodotta, il fabbisogno delle persone e tutto ciò che riguarda la rete, guasti inclusi, potendo intervenire in ogni momento della distribuzione per garantire sempre il miglior servizio possibile.
Al contempo, una soluzione del genere garantisce anche un buon risparmio in bolletta perché non ci sono sprechi e il cliente finale riceve esattamente l’energia richiesta.
Oltretutto, abbattendo gli sprechi si abbattono anche le emissioni, arrivando a produrre un’energia più sostenibile che limita le dispersioni e immagazzina la corrente in eccesso (all’interno di apposite batterie) per utilizzarla al bisogno.
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L’energia solare è una delle principali fonti di energia pulita e, oltre ad essere rinnovabile è anche una delle meno impattanti, visto che la produzione energetica non rilascia alcuna sostanza inquinante.
Per sfruttare l’energia del sole, ciò che serve sono ovviamente dei pannelli solari fotovoltaici che raccolgono le radiazioni solari e le utilizzano per produrre elettricità.
Senza entrare troppo nello specifico, basti sapere che i raggi del sole vengono catturati dalle moltissime celle fotovoltaiche collegate tra di loro che vanno a comporre il pannello.
Sono costituite da silicio e sono in grado di convertire i fotoni in un campo elettrico in corrente continua. Esistono molti tipi di pannelli fotovoltaici che hanno tutti un funzionamento molto simile tra loro ma garantiscono un’efficienza diversa e hanno, ovviamente, costi differenti.
L’energia solare è forse la fonte di energia rinnovabile più diffusa in tutto il mondo, grazie anche ai pannelli solari ad uso domestico installati sui tetti delle abitazioni
A questo è possibile aggiungere anche delle batterie di stoccaggio che immagazzinano l’energia in eccesso per rilasciarla al bisogno, quando il sole non è in grado di provvedere al fabbisogno energetico (magari in un giorno di pioggia) oppure durante la notte.
Questo tipo di impianto di produzione di energia elettrica è il più comune perché, come ben noto, può essere installato anche dai privati cittadini sul tetto della propria abitazione, provvedendo al fabbisogno energetico delle singole famiglie e, in caso, rivendendo l’energia in eccesso al gestore del servizio.
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Tra le altre fonti di energia rinnovabili ed estremamente pulite c’è quella idroelettrica che, in sintesi, consente di produrre corrente elettrica sfruttando la forza dell’acqua che scorre o, in casi particolari, da quella in caduta.
Il punto a favore di questo sistema è che si può utilizzare sia una fonte naturale oppure, al bisogno, anche una artificiale, costruendo ovviamente appositi bacini destinati proprio alla produzione di energia.
Questa massa d’acqua che scorre ad alte velocità viene convogliata dall’uomo dentro apposite condutture che la trasportano fino a una turbina che trasforma questa energia cinetica in energia meccanica. Poi, grazie a un alternatore, l’energia prodotta viene convertita in corrente elettrica e distribuita alla rete.
Anche l’energia idroelettrica e quella eolica sono due fonti rinnovabili estremamente efficienti che, se installati nel posto giusto, possono garantire una grande quantità di energia
Vale la pena considerare anche l’energia marina che può essere prodotta tramite le maree, le onde, le correnti marine o con la differenza di temperatura tra l’acqua in superficie e quella in profondità.
Per provvedere alla produzione di energia si possono utilizzare sistemi diversi come turbine o impianti di conversione sviluppati appositamente.
Si tratta di sistemi piuttosto efficienti e puliti al 100%, l’unico inconveniente è che non possono essere installati ovunque (c’è ovviamente bisogno di una massa d’acqua consistente) e potrebbe causare dei “problemi” al paesaggio esattamente come fa una qualsiasi fabbrica.
Anche l’energia eolica è una fonte di energia pulita e dalla grande efficiente.
In questo caso viene utilizzata l’energia cinetica del vento che, facendo ruotare delle gigantesche pale rotanti, genera energia meccanica che viene poi convertita in energia elettrica tramite un alternatore.
Anche qui, il problema di fondo è essenzialmente quello di queste gigantesche pale che vanno a deturpare il paesaggio
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L’energia prodotta dalle biomasse è rinnovabile e funziona tramite il riutilizzo di prodotti organici di scarto che, invece di essere distrutti o abbandonati nelle discariche, vengono riutilizzati per produrre energia.
Le modalità di produzione sono essenzialmente due: tramite processi termici e termochimici, con tali materiali che vengono bruciati per produrre vapore che viene incanalato all’interno di apposite tubature che mettono in moto delle turbine che producono energia elettrica.
In alternativa si possono utilizzare processi di conversione biochimica cioè tramite la fermentazione.
In questo senso vale la pena approfondire il discorso sui biocarburanti avanzati come il biometano, il biodiesel e il bioetanolo.
Il biometano, ad esempio, ha qualità simili a quelle del gas naturale e può essere utilizzato per il riscaldamento, gli utilizzi domestici o l’alimentazione dei veicoli.
Il biodiesel, invece, può essere utilizzato per i veicoli (spesso miscelato con il classico diesel) oppure per il riscaldamento domestico.
Infine il bioetanolo un alcol che si può produrre con la fermentazione di materiali organici e può essere utilizzato come carburante (spesso miscelato con la benzina).
Per saperne di più: Energia elettrica, le nuove tecnologie all'insegna della sostenibilità e del risparmio energetico