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Elettricità (I)
Messaggio: #1
Elettricità (I) (07-06-2011 17:06 da
Uncino
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Parlare di fonti di approvvigionamento e produzione connesse alla produzione di energia elettrica è un compito lungo, quindi mi scuserete se suddivido l'argomento in più parti.
Inizierò con l'esaminare quelle apparentemente pulite, solare ed eolico, per poi passare a quelle ritenute via via più sporche, idroelettrico, nucleare e combustibili fossili.

Iniziamo con il solare, cavallo di battaglia degli ambientalisti.
La prima cosa da chiedersi è: quanto irraggiamento solare ha a disposizione l'Italia? ossia quanta energia viene fornita mediamente dalla nostra stella ad ogni metro quadro di suolo?
Il calcolo è complicato e va esteso su più anni, ma la media omnicomprensiva (giorno/notte, estate/inverno, cielo coperto/cielo limpido, mezzogiorno/alba-tramonto) si aggira sui 200 W/m2 (m2 = metro quadrato).
Sembra pochissimo, vero? Invece non lo è per niente, è tanto, tantissimo. Se la sapessimo usare in modo efficiente potremmo far funzionare GRATIS tutti i nostri appartamenti e perfino le piccole aziende.
Ahimè, non siamo in grado di farlo. Analizziamo.
Ci sono due differenti modi di convertire in elettricità l'energia solare: quello diretto e quello indiretto.
Il metodo diretto è quello che tutti hanno in mente, le celle fotovoltaiche. Normalmente si basa su dei wafer di silicio policristallino o amorfo (cambia leggermente la resa fra luce diffusa e luce diretta ossia nuvole / sole pieno), ma alla fine il rendimento è grosso modo lo stesso.
Allo stato attuale della tecnologia, nonostante l'enorme ricerca fatta, non riusciamo a superare il 20% per i prodotti di maggior costo (ed è un costo davvero alto).
Considerando la sola cella si arriva quindi a 40 W/m2 con un prodotto di costo al limite della follia.
A questo rendimento deficitario vanno sottratte altre due cose: la non perfetta trasmissibilità del vetro di protezione del pannello (che fa fuori poca roba, ma comunque un po' sottrae) ed il rendimento del sistema di gestione delle batterie e conversione a 220 VAC, che se va di lusso arriva ad un poco realistico 90%.
Diciamo che un impianto fatto a regola d'arte, con il meglio assoluto della tecnologia e senza badare ai costi può arrivare a 30 W/m2. Insomma, con un pannello di 1 m2 ci si tiene accesa di continuo una lampada a basso consumo o quattro o cinque lampade a LED.

La seconda tecnologia, l'indiretta, rende di base un po' di più.
Di base consiste nel concentrare la luce del sole verso un fluido contenuto in tubi o in una caldaia, portandolo così ad altissima temperatura. Il fluido viene a questo punto fatto passare in uno scambiatore di calore dove l'energia viene ceduta all'acqua trasformandola in vapore. Il vapore va poi ad alimentare una serie di turbine collegate ad alternatori per la produzione di energia elettrica.
Questo sistema, pur se migliore nei rendimenti teorici, presenta due problemi:
a) è adatto solo a grandi impianti
b) il rendimento teorico non può essere neppure avvicinato se non per un brevissimo lasso di tempo.
Spiego:
Una macchina, qualsiasi macchina, ha un punto di lavoro ottimale, ossia un regime di funzionamento al quale si ottiene la massima efficienza nella conversione dell'energia da uno stato all'altro (in questo caso da radiazione solare ad energia elettrica).
Se ci si discosta molto da quella zona il rendimento scende, fino a crollare se si va molto oltre i parametri di progetto.
Nel caso del nucleare o dei combustibili fossili, la sorgente di energia può essere stabilizzata liberamente per restare continuamente all'intorno di tale zona ottimale, ma non si può stabilizzare l'irraggiamento solare.
E' sufficiente che si passi da estate a inverno, o da mezzogiorno alle sei del pomeriggio, o che passi una nuvola... che tutto va a farsi benedire.
A causa di questo la produzione indiretta non è mai andata oltre gli impianti sperimentali.

Adesso affrontiamo un altro aspetto, quello dei rischi e dell'inquinamento.
E' del tutto vero che il solare non ha impatto sull'ambiente? No, per niente.
Se io impianto mille metri quadri di pannelli, sto tenendo in ombra almeno mille metri quadri di terreno, è inevitabile. Altrettanto inevitabile è che in quella zona d'ombra al massimo potrò coltivarci la cicoria, perchè senza sole l'agricoltura non funziona.
Di conseguenza, un grande impianto solare, che non sono mille m2 ma centinaia di migliaia di m2, sottrae per forza di cose spazio coltivabile.
Mica finisce qui.
Quello grave sul serio è l'inquinamento... perchè il solare inquina.
Non si può avere il solare senza batterie tampone, ossia accumulatori, generalmente al piombo, che forniscano una continuità di servizio durante i periodi notturni o di irraggiamento insufficiente.
Che io sappia questi accumulatori vengono utilizzati con una ridondanza 4:1, ossia per ogni KW/h desiderato, ci vogliono 4 KW/h di accumulatori (non ho verificato il dato, vado a memoria).
Quanto piombo c'è in un accumulatore da 1 KW/h? tanto, considerate che una batteria della macchina da 70 A/h ti stacca le braccia e non contiene neppure 1 KW/h. Se la mia memoria è corretta, per avere un solo KW/h di quelle batterie ne servono quattro o cinque.
Naturalmente a fine vita tutto quel piombo va smaltito da qualche parte, ossia diventa rifiuto tossico. Da notare che visto l'intenso sfruttamento, il fine vita non è molto lungo.

Per il solare mi fermerei qui.
Domande? va bene come inizio di contributo Wolf?
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Messaggio: #2
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:15 da
alex
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No, non va molto bene.Smile

Primo, lo so che alcuni deficienti impiantano sistemi fotovoltaici sul suolo fertile, ma prima bisognerebbe aver esaurito tutti i tetti del mondo.

Secondo, esiste il fenomenale sistema di accumulo dei bacini idroelettrici, da utilizzare proprio, intensivamente, per le fonti di energia discontinua (eolico e solare). Gli impanti ci sono già: nessun investimento è necessario. Le batterie, lasciamole perdere.

Terzo, esiste l'idrogeno, come contenitore provvisorio di energia per le fonti discontinue. Certo, c'è una bella perdita termodinamica di mezzo, ma i vantaggi (rispetto alle batterie) sono notevoli.

Quarto, se non nomini la prospettiva della decrescita, non basterà mai alcuna forma di energia: nè sostenibile, nè fossile, nè nucleare. Occorre ripensare a fondo al modello "energivoro" e integrare solare fotovoltaico+solare termico+riduzione delle richieste energetiche. Un obiettivo già tecnologicamente realizzabile è la "casa a consumo zero", che produce altrettanta energia di quanto consuma.

Quinto, mi secca tirare a indovinare, ma è ragionevole: più cresce la domanda di fotovoltaico, più la ricerca procede, più i costi industriali si abbassano e più il rendimento cresce. Finchè non si parte davvero, il sistema non funziona.
But to speak seriously, the universality of an opinion is no proof, nay, it is not even a probability, that the opinion is right (A. Schopenhauer).
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Messaggio: #3
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:18 da
Uncino
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Ci arriviamo, Alex, ci arriviamo.
Serviranno parecchie puntate ma le copriremo tutte... e senza bisogno ti Wikipedia Wink
Ho consultato solo la tabella di irraggiamento solare medio perchè non la ricordavo.
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Messaggio: #4
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:19 da
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Citazione:Non si può avere il solare senza batterie tampone, ossia accumulatori, generalmente al piombo, che forniscano una continuità di servizio durante i periodi notturni o di irraggiamento insufficiente.

Questa affermazione è molto discutibile.

Prima di tutto perchè la batterie non sono necessariamente al piombo e poi perchè il problema di accumulare la produzione non è un problema del solare ma di qualsiasi tecnologia di produzione elettrica.

Hai introdotto quindi un problema non pertinente, a meno di non considerare il solare l' unica fonte di energia.

Il problema dell' energia si risolve invece diversificando la produzione, proprio come in economia si diversificano gli investimenti.
http://www.karmapolitico.ilcannocchiale.it
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Messaggio: #5
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:23 da
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(07-06-2011 17:19)Karma Ha scritto:  Hai introdotto quindi un problema non pertinente, a meno di non considerare il solare l' unica fonte di energia.
Non pertiene a un discorso sull'energia, ma pertiene molto alla dimostrazione che il solare inquina, anzi: inquina di più del.... ma non nominiamolo ancora. Wink

PS: Io sono un wikisourciano, non un wikipediano.... Smile
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Messaggio: #6
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:23 da
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Quale materiale alternativo al piombo proponi Karma?
Il ripompaggio al bacino superiore verrà discusso parlando dell'idroelettrico, ma è incompatibile con il solare... se ci pensate capirete da soli il perchè.
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Messaggio: #7
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:25 da
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(07-06-2011 17:23)Uncino Ha scritto:  Quale materiale alternativo al piombo proponi Karma?
Il ripompaggio al bacino superiore verrà discusso parlando dell'idroelettrico, ma è incompatibile con il solare... se ci pensate capirete da soli il perchè.
Sarò scemo ma non lo capisco. Dicci.
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Messaggio: #8
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:26 da
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Alex, io ho esposto un fatto. Confutalo con fatti e non con sorrisi.
Il piombo è un inquinante terribile, e ancor più lo sono i suoi solfati.
Nei bacini superiori, se vuoi usare la centrale idroelettrica, l'acqua ce la devi pompare di notte, ossia nei periodi di più basso consumo.
Di notte non è che ci sia molto sole.
(Questo messaggio è stato modificato l'ultima volta il: 07-06-2011 17:27 da Uncino.)
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Messaggio: #9
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:36 da
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Sai come ha risolto la Toyota il problema dei picchi di consumo, stante la riduzione di produzione di energia elettrica in Giappone? Lo sentivo ieri alla radio, in un'interessante intervista.

Lavorano il sabato e la domenica e stanno fermi due giorni infrasettimanali.

La prossima crisi energetica richiede elasticità: le pompe pompano quando c'è un surplus di energia, I picchi si limano. La cosa non si adatta alle nostre abitudini? Bè, cambieremo le abitudini.
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Messaggio: #10
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:38 da
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Tetti ed autostrade ad esempio. Verona-Rovigo transpolesana 5 km di pannelli sui bordi. Dove mi reco io ogni finesettimana nel polesine molte aziende agricole funzionano a solare sui capannoni per i polli ad esempio. Polli e solare senza nemmeno un ettaro agricolo (che rende un "walter" oggigiorno) convertito.

Quello che si puo' contestare sono questi incentivi per i grandi impianti che di nuovo hanno arricchito chi aveva capitale, questo si. Ma gli incentivi che inquinavano il mercato stanno decrescendo.

PS: Dimenticavo due domande fondamentali ...

Prendo i dati odierni e dico che oggi il gaso costa 6.9 centesimi al kWh. (costo medio del carburante)
Il nucleare costa 8.1 centesimi al kWh
Il solare costa 23 centesimi al kWh.

Le due domande :

Il costo del nucleare (ricerca sul Torio a parte) puo' scendere ?
Il costo del solare puo' scendere ?
Restiamo umani
(Questo messaggio è stato modificato l'ultima volta il: 07-06-2011 17:47 da Bateson.)
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Messaggio: #11
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:39 da
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Ossia Alex? pompiamo con il solare durante il weekend e poi usiamo l'energia per i restanti cinque giorni? Mi sa che non funziona Smile
Al di là di ciò, a tuo avviso il ripompaggio di quanto abbassa la già modesta resa del solare?
Così... a braccio.
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Messaggio: #12
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:41 da
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Banalità che proponevamo in una vecchia discussione: parcheggi con tettoie fotovoltaiche. macchine all'ombra, superfici enormi. Un domani, ricarica (parziale ma sempre meglio di un calcinculo) del "serbatoio elettrico" dell'auto direttamente nella sosta al parcheggio.
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Messaggio: #13
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:43 da
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Per ciò che so io, mi risulta che l'inquinamento diciamo più preoccupante del fotovoltaico sia quello elettromagnetico non del piombo.
Mi informerò meglio
http://welcomeitaly.forumfree.it/
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Messaggio: #14
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:45 da
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(07-06-2011 17:39)Uncino Ha scritto:  Ossia Alex? pompiamo con il solare durante il weekend e poi usiamo l'energia per i restanti cinque giorni? Mi sa che non funziona Smile
Al di là di ciò, a tuo avviso il ripompaggio di quanto abbassa la già modesta resa del solare?
Così... a braccio.
No, l'esempio Toyota serviva solo a spiegare che i picchi si possono spostare. Rispetto alle altre forme di impianto "a produzione continua" solare e eolico sono discontinue e quindi aleatorie; come tali hanno LORO bisogno di un sistema di accumulo; e quindi l'idroelettrico "di riserva" deve essere modulato sulla LORO produzione.

Quanto alle perdite di ripompaggio, un uccellino mi dice che sono identiche, sia che l'energia elettrica sia prodotta in un modo che in un altro. Ma sono disponibile a prendere in considerazione eventuali elementi a smentita.
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Messaggio: #15
RE: Elettricità (I) (07-06-2011 17:49 da
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Scusate, intanto rispondo all'idea di bateson.
Temo non sarebbe sufficiente Bat, l'Italia ha un'estensione di 300 Km2 comprese le isole; 1 Km2 quadro a solare produce 30 MW/h al massimo... fai un po' il conto di quanto dovresti ricoprire a pannelli prima di eguagliare una singola grossa centrale. Smile
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