COME RISPARMIARE ED INQUINARE MENO CON LE ENERGIE ALTERNATIVE IN CASA: dai pannelli solari e fotovoltaici, alle fonti rinnovabili (idroelettrica, solare, eolica, biomasse, idrogeno e geotermica) e alla bioedilizia (case ecologiche)

Di Fabrizio del 17 aprile, 2010, 5:37 pm


Il tema del risparmio energetico è di grandissima attualità. Si è visto come l’ Italia sia fortemente dipendente in fatto di energie da altri paesi europei e non. E’ sufficiente che un altro stato fornitore ad esempio del gas, decida di ridurre le quantità per far si che il nostro paese si trovi in uno stato di emergenza. Anche per tale motivo è necessario volgere lo sguardo su energie alternative che ci rendano un pò meno dipendenti dagli altri.
Si tratta di nuove tecnologie che possono dare una valida alternativa al combustibile oggi giorno ancora molto utilizzato, ossia il petrolio che attualmente viene utilizzato in larga scala per la produzione di energia in generale.
Attualmente il petrolio come si sa è la fonte di energia non rinnovabile più utilizzata. I motivi per i quali sarebbe bene pensare ad una sua sostituzione con energie alternative sono diversi e tutti molto validi. Il primo motivo per cui pensare ad’ una eliminazione del petrolio (e dei suoi derivati) è l’ inquinamento provocato da questo combustibile.

In particolare è importante concentrarsi sulle nuove opportunità offerte dalle energie alternative per quanto riguarda la casa. Se si riflette sui consumi energetici delle nostre case ci accorgeremo che in ogni istante per soddisfare le esigenze quotidiane bruciamo e consumiamo i derivati del petrolio.
Per riscaldarci bruciamo gasolio; per illuminare i nostri ambienti stanza sfruttiamo energia elettrica prodotta dalle centrali termoelettriche e così via. Tutto questo bruciare inevitabilmente produce gas di scarico che poi si riversano nell’ atmosfera inquinando il nostro pianeta il quale tra l’ altro incomincia a manifestare segni di insofferenza.

Non si può più aspettare! L’umanità è arrivata ad un bivio ed è indispensabile prendere una decisione molto alla svelta. Bisogna scegliere o le vecchie energie tradizionali (con consumo di petrolio in testa), o le nuove energie dette anche fonti rinnovabili.
Facendo una breve e semplice analisi è oppurtuno scegliere la seconda soluzione per tutta una serie di motivi e vantaggi. Uno dei principali vantaggio delle energie o fonti rinnovabili è il non inquinamento. Inoltre sono praticamente inesauribili a differenza del petrolio il quale prima o poi verrà a mancare.
Pertanto sarebbe auspicabile orientare gli sforzi delle grandi aziende verso ricerche che presuppongano l’utilizzo appunto delle fonti rinnovabili; in questo modo forse si eviterà di essere impreparati quando le risorse petrolifere verranno a scarseggiare.
Utilizzare le fonti rinnovabili ultimamente conviene anche dal lato economico soprattutto se valutiamo il fatto che vi sono forti incentivi; vedi ad esempio l’ installazione dei pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica.

QUALI SONO LE FONTI RINNOVABILI
Vengono definite energie rinnovabili quelle forme di energia ottenute da fonti che si rigenerano (luce solare, vento…) e non sono esauribili. Sono chiamate spesso energie pulite perché la loro produzione non causa l’emissione di sostanze nocive per l’ambiente.
Tali fonti di energia sembrano poter assicurare all’uomo uno sviluppo sostenibile, nel pieno rispetto della natura, e sembrano inoltre fare fronte al problema dell’esaurimento delle risorse.
Tuttavia, è ancora da provare se queste fonti possano coprire o no il fabbisogno energetico dell’intero pianeta. Bisogna ricordare che “energia rinnovabile” non significa “energia per tutti, quanta se ne vuole e quando se ne vuole”: occorre quindi in ogni caso evitare gli sprechi inutili.
Le energie rinnovabili sono: l’energia solare, l’energia eolica, l’energia idroelettrica, l’energia geotermica, le biomasse e l’idrogeno.

L’energia idroelettrica
L’energia idroelettrica è una fonte d’energia pulita e rinnovabile ed è stata la prima ad essere usata su larga scala. Si ottiene sfruttando il movimento di masse d’acqua, quali fiumi, laghi e mari.
Per produrre energia idroelettrica l’uomo ha costruito dighe e condotti che convogliano l’acqua alle centrali, dove l’energia cinetica (l’energia del movimento) viene trasformata in energia elettrica, grazie al fenomeno dell’autoinduzione e alle turbine collegate con dinamo.
I vantaggi dell’energia idroelettrica sono principalmente due:
1. questa energia è ricavata da una fonte rinnovabile, l’acqua presente in grande quantità sul nostro pianeta
2. è una fonte di energia pulita: per la sua produzione non sono rilasciate nell’atmosfera sostanze inquinanti.

L’energia idroelettrica è ancora poco utilizzata, ma pur in questa condizione il 20% dell’energia immessa in circolo deriva da centrali idroelettriche.
L’energia idroelettrica è tra le fonti rinnovabili quella più affidabile sia dal un punto di vista economico che ambientale. Le nuove energie, quali nucleare e fossile, sono più economiche, ma devono tenere in considerazione, in particolare l’energia nucleare, le scorie radioattive e i gas emessi.
Lo svantaggio più evidente riguarda l’impatto ambientale. Con la costruzione di dighe o di centrali il rischio di un cambiamento dell’habitat è elevato; prima di iniziare tali costruzioni, infatti, gli esperti hanno l’importante compito di valutare tutte le possibili conseguenze. Tra le più importanti ed evidenti c’è il fatto che zone in cui è normalmente presente uno scorrimento continuo d’acqua possono trasformarsi in zone paludose o con un minore scorrimento d’acqua. Per evitare danni, l’uomo deve anche garantire una portata minima d’acqua, per evitare secche che potrebbero recare danni all’ambiente.
Un altro possibile e non trascurabile svantaggio è l’estetica; le strutture, che normalmente troviamo in città, se inserite nella natura, stonano. Bisogna quindi cercare un rimedio, che elimini questo problema. L’impianto a bacino è il più diffuso e potente. Il bacino può essere naturale, per esempio i laghi, oppure artificiale, dove sbarramenti posti nei fiumi ne fermano in parte il flusso e formano appunto la diga.
Un altro tipo d’impianto è quello ad accumulo, caratterizzato dalla presenza di due serbatoi posti a quote diverse. Nelle ore di maggior richiesta avviene un passaggio dai due serbatoi in modo tale da garantire una produzione continua di energia.
Un’altra applicazione è quella degli impianti ad acqua fluente, i quali però non garantiscono una continua produzione d’energia, in quando la corrente del fiume non può essere regolata.
Recentemente sono stati fatti studi per poter sfruttare anche la forza del mare, infatti il mare può fornire diverse fonti da cui poter attingere energia le quali sono per esempio le maree, le onde, le correnti e il gradiente termico. Per il momento solo la Francia possiede un impianto marino.

solare-energia-alternativa-fonti-puliteL’energia solare
Solo una piccolissima parte dell’energia irraggiata dal sole arriva sulla terra: in media circa 32,5 kWh per m² al giorno.
L’energia solare può essere sfruttata in due modi: attraverso il solare fotovoltaico e il solare termico.
Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente in elettricità l’energia associata alla radiazione solare. Un impianto termico utilizza l’energia solare raccolta da un collettore per il riscaldamento di un fluido

Solare fotovoltaico
Il termine fotovoltaico indica la trasformazione di luce in energia elettrica. L’effetto fotovoltaico genera una forza elettromotrice nella zona di contatto tra due materiali diversi (semiconduttori o metalli) quando viene colpita da una radiazione elettromagnetica. Le celle fotovoltaiche di varie forma sono spesse da 0,3 a 0,5 mm. Una cella standard (10×10cm), in caso di pieno irradiamento solare, fornisce una tensione di circa 0,5V e una corrente di 3A, pari ad una potenza di 1,5W. Per aumentare la potenza le singole celle vengono assemblate a formare i cosiddetti moduli.
L’elemento principale delle celle fotovoltaiche è il silicio, che dopo l’ossigeno è l’elemento più diffuso sulla crosta terrestre. In natura non compare in forma pura, ma sotto forma di composto insieme ad altri elementi.

Solare termico
La tecnologia del solare termico consente di trasformare direttamente la radiazione solare in energia termica (calore). La radiazione solare viene utilizzata per riscaldare un fluido (acqua o soluzioni di acqua e glicole etilenico) che circola nel collettore.

I vantaggi del solare sono:
Assenza di inquinamento atmosferico ed acustico, inquinamento ambientale ridotto;
Esistono agevolazioni regionali per ottenere finanziamenti e contributi pubblici per affrontare la spesa iniziale;
I pannelli non richiedono né combustibile, né manutenzioni complicate, sono molto affidabili e hanno un’elevata durata di vita (circa 20 anni).
Si tratta di una fonte energetica pulita e rinnovabile;
I collettori sottovuoto possono essere utilizzati anche in zone con un’insolazione medio-bassa o con condizioni climatiche particolarmente rigide durante l’inverno, come in alta montagna o nei paesi nordici;
I collettori monoblocco hanno un costo più modesto, sono compatti, maneggevoli, occupano poco spazio e possono essere installati senza l’ausilio di tecnici specializzati.

Gli svantaggi sono:
Ingombro: occorrono ampie aree su cui installare i pannelli, distanti da alberi o altri ostacoli alla radiazione solare, a questo si può parzialmente rimediare installando i pannelli su superfici non utilizzabili come i tetti degli edifici;
Richiedono elevati capitali iniziali;
I collettori montati sui tetti piani necessitano di una sottostruttura per sostenere i carichi del vento e della neve, che deve essere montata in modo da non interferire con la impermeabilizzazione.

L’energia solare, oggi come oggi, è già una realtà viva. Le maggiori applicazioni di questo tipo di produzione di energia sono: l’alimentazione di oggetti di piccole dimensioni quali calcolatrici e orologi da polso, la produzione di energia elettrica, e il riscaldamento dell’acqua.

eolica-energia-alternativa-fonti-puliteL’energia eolica
Oggi, attraverso gli aerogeneratori, che convertono l’energia del vento in energia meccanica di rotazione possiamo azionare macchine operatrici o produrre energia elettrica.
L’aerogeneratore, o mulino eolico, è composto da una serie di strutture meccaniche basilari:
1. Il rotore è costituito da una corona circolare, su cui sono fissate le pale eoliche (da 1 a 3)
2. Collegato alle pale eoliche c’è il generatore, il quale trasforma l’energia meccanica in energia elettrica
3. L’aerogeneratore è sostenuto da una torre, che per resistere alle oscillazioni è ancorata al terreno con fondamenta in cemento armato.
I generatori eolici nell’arco degli ultimi 20 anni hanno migliorato drasticamente rendimento, dimensioni e costi e continuano a farlo: ecco perché i numeri forniti di seguito sono da ritenersi provvisori.
Tali generatori sono riusciti a passare da una produzione di pochi chilowatt di potenza a punte di 3 Megawatt per i più efficienti e a una produzione tipica del mercato attuale di 1,5 MW, con una velocità del vento di 3-4 m/s.
Considerando che la massima potenza erogata alle utenze domestiche è di 3 chilowatt, una pala soddisfa il fabbisogno energetico di circa 1000 utenze domestiche, corrispondenti a 4000-4500 persone.
Esistono anche generatori a pale mobili che seguono l’inclinazione del vento, mantenendo costante la quantità di elettricità prodotta dall’aerogeneratore, e a doppia elica, per raddoppiare la potenza elettrica prodotta. Non mancano generatori silenziosi; il problema principale resta la dimensione delle pale e la mancanza di generatori non visibili a occhio nudo che risolverebbero l’impatto negativo sul paesaggio.

I vantaggi sono:
Energia inesauribile;
L’energia prodotta da una turbina eolica durante il corso della sua vita media è circa 80 volte superiore a quella necessaria alla sua costruzione, manutenzione, esercizio, smantellamento e rottamazione;
Impianti semplici, silenziosi;
Ideale per aree isolate e prive di altre risorse (purchè presenza di vento);
Costi contenuti;
Produzione di energia da immettere direttamente sulla rete locale;
Disponibilità di potenza direttamente vicino ai centri di carico locali;
Emissioni inquinanti nulle.

Gli aspetti negativi delle turbine eoliche sono diversi:
Impianti con elevato impatto paesaggistico;
L’impatto ambientale, molto rivalutato negli ultimi anni, è un grosso disincentivo all’istallazione di questo genere di impianti. Nella gran parte dei casi infatti i luoghi più ventosi risultano essere le cime ed i pendii di colline e montagne, spesso luoghi dove la natura viene protetta e dove risultano visibili anche da grande distanza, inoltre generano un discreto inquinamento acustico, che in ecosistemi delicati potrebbe influenzare la vita delle specie animali presenti. Attualmente le turbine eoliche ad alta tecnologia sono molto silenziose. Si è calcolato che, ad una distanza superiore a circa 200 metri, il rumore della rotazione dovuto alle pale del rotore si confonde completamente col rumore del vento che attraversa la vegetazione circostante;
Irregolarità del vento;
Il vento non fornisce energia continuativa ed omogenea, soprattutto non può essere controllata e adattata alla richiesta di energia, almeno finché non saranno sviluppate tecnologie di immagazzinamento sfruttabili e convenienti.
Impianti ingombranti.

eolica-vento-energie-energia-alternativa-fonti-pulite

Lo sfruttamento dell’energia eolica è pensato sia per una produzione centralizzata in impianti da porre in luoghi alti e ventilati, sia per un eventuale decentramento energetico, per il quale ogni Comune abbia impianti di piccola taglia, composti da un numero esiguo di pale (1-3 pale da 3-4 megawatt) con le quali generare in loco l’energia consumata dai suoi abitanti.
Il tempo di installazione di un impianto è molto breve; fatti i rilievi sul campo per misurare la velocità del vento e la potenza elettrica producibile, si tratta di trasportare le pale eoliche e fermarle nel terreno.
Nonostante le intenzioni siano le migliori, la mancanza di una legge quadro o di un testo unico sulle energie eoliche è considerata una delle cause della lenta diffusione della tecnologia rispetto all’estero. Benché l’eolico sia l’energia meno costosa, non è né massicciamente richiesto dai produttori elettrici che potrebbero rivenderlo al costo con maggiori profitti, né è la prima quantità d’energia ad essere venduta nella Borsa elettrica che pur abbina domanda e offerta di energia in base al prezzo.
Grazie ai recenti sviluppi tecnologici l’energia eolica inizia ad essere economicamente vantaggiosa. Il costo di installazione è relativamente basso, se raffrontato ad altre tecnologie. Bisogna ricordare che l’energia prodotta varia con il cubo della velocità del vento, il costo del kWh prodotto dipende fortemente dalla ventosità del sito e quindi la scelta del luogo di istallazione è fondamentale e deve basarsi su rilievi fatti con molta precisione.

biomasseBiomasse
Le biomasse sono materiali di origine organica, vegetali o animali.
Le biomasse più utilizzabili per le produzione di energia consistono in tutti quei materiali che possono essere usati come combustibili: rifiuti urbani di origine organica, rifiuti agricoli, residui dal campo forestale, scarti di attività industriali come trucioli di legno, ma spesso provengono da piante appositamente coltivate per tale fine.
I tipi più utilizzati sono quattro:
1.Legno: viene considerata una fonte di energia pulita perché compiendo il suo ciclo completo di decomposizione, rilascia nell’atmosfera una quantità di anidride carbonica (CO2) e questa a sua volta viene utilizzata da altre piante.
2.Cippato: il termine cippato deriva dall’inglese chips pezzettini. È legna appositamente sminuzzata e ridotta in scaglie grandi dai 3 ai 5cm e proviene dagli scarti legnosi (privi di sostanze inquinanti quali vernici, colle, ecc.) di segherie ed industrie ma anche dagli scarti ottenuti dalle potature boschive, agricole ed urbane.
3.Pellets: sono gli scarti (senza inquinanti) di industrie, falegnameria o segherie prima appositamente sminuzzati e poi sottoposti ad un altissima pressione in modo da produrre un materiale formato da cilindretti del diametro di 6-8 mm ed una lunghezza di 1-2 cm.
4.Mais: mais o granturco è facilmente reperibile ed ad un costo decisamente basso.

Come tutte le componenti di origine organica le biomasse vengono bruciate in caldaie o stufe per la produzione di calore sia per il riscaldamento di edifici pubblici e privati sia per la produzione di acqua calda.
Vantaggi:
La biomassa è un combustibile e come tutti i combustibili libera anidride carbonica (CO2). Quella che emette quando brucia viene assorbita dalla pianta durante la sua crescita e può essere riassorbita da una nuova pianta che, crescendo, crea un ciclo a produzione nulla. Foreste, colture agricole, pascoli e distese erbose, ma anche il plancton, rivestono un ruolo determinante nell’assorbire l’anidride carbonica presente nell’atmosfera.
L’assenza o il basso contenuto di zolfo, piombo, idrocarburi incombusti e monossido di carbonio (presenti invece nei combustibili tradizionali) fa si che le biomasse contribuiscano ad alleviare il fenomeno delle piogge acide.
L’energia delle biomasse riduce la dipendenza dalle importazioni di combustibili e diversifica le fonti di approvvigionamento energetico. Aderendo alla convenzione internazionale sul clima l’Italia si è impegnata a ridurre le emissioni in atmosfera di gas serra. La sostituzione di combustibili fossili con biomasse contribuisce al conseguimento di questo obbiettivo.
A differenza delle altre rinnovabili, le biomassse rappresentano una fonte di energia utilizzabile in più settori, come generazione elettrica, produzione di calore e trasporti.
La biomassa è molto abbondante, si trova in quasi ogni parte della terra costituita da alghe, alberi e letame.
È facilmente convertibile in combustibili ad alto potere energetico come ad asempio alcool e gas.
È economica.
Con la sua produzione si possono rigenerare terre desolate.
Può sfruttare le zone inutilizzabili dall’agricoltura e creare occupazione nelle comunità rurali.
Il suo fine ciclo costituisce un potenziale fertilizzante.

Svantaggi:
La combustione della legna può essere pulita quanto inquinante; dunque, per ottenere alta qualità e buon rendimento, è necessario l’utilizzo di tecnologie avanzate che ancora scarseggiano.
Gli attuali strumenti di mercato sono inadeguati.
L’opinione pubblica non è ancora informata correttamente.
Mancanza di strutture di collegamento tra ricerca, industrie ed amministrazioni pubbliche.

Le applicazioni sono parecchie:
Caldaia a cippato: questi impianti non hanno limiti di dimensione e possono raggiungere potenze notevoli. Sono vere e proprie caldaie con impianto di alimentazione automatico. Dal silo il cippato viene prelevato automaticamente ed immesso nella caldaia, dove l’accensione può avvenire sia manualmente che tramite dispositivi elettrici. Questi impianti sono forniti di sistemi di sicurezza che interrompono l’alimentazione in caso di ritorno di fiamma, che potrebbe raggiungere il silo.
Caldaia a pellet: queste caldaie funzionano in modo simile a quelle a cippato, quindi anche loro hanno bisogno di un silo di stoccaggio posto nelle vicinanza della caldaia; al contrario degli impianti a cippato questi vengono alimentati dall’alto tramite una coclea, l’accensione automatica avviene grazie ad una resistenza elettrica e come le precedenti sono dotate di un sistema di sicurezza contro il ritorno di fiamma.

I costi delle biomasse sono notevolmente più bassi del metano o del gasolio, il cippato si aggira sui 0,03-0,04 centesimi di euro per kg, mentre i pellets anche se nell’ultimo anno hanno avuto un incremento notevole passando da 2,5 euro per 15 kg di prodotto a 5,0 euro, resta comunque al di sotto del prezzo dei combustibili fossili. I costi maggiori arrivano quando si parla di impianti. Più l’impianto è grande prima si riescono ad ammortizzare le spese, considerando che ci sono modesti incentivi economici per chi utilizza fonti rinnovabili, sia come investimento statale a fondo perduto sia sottoforma di detrazione dall’irpef.

L’idrogeno
Le celle a combustibile sono dei sistemi elettrochimici capaci di convertire l’energia chimica di un combustibile (in genere idrogeno) direttamente in energia elettrica, senza l’intervento intermedio di un ciclo termico e di organi meccanici in movimento, e pertanto presentano rendimenti di conversione più elevati rispetto a quelli delle macchine termiche convenzionali.
Il motore a idrogeno è stato la più attuale rivoluzione nel campo dei trasporti perché molto meno inquinante del motore a benzina. Molte case automobilistiche hanno sviluppato ricerche su questo nuovo motore a energia “pulita” senza purtroppo trovare un prototipo che possa essere prodotto e commercializzato a bassi costi.
L’idrogeno si può ritenere un ottimo combustibile per produrre energia, mediante combustione o “ricongiungimento” chimico con l’ossigeno.
Nel primo caso l’idrogeno viene bruciato da solo oppure aggiunto ad altri combustibili; il ricongiungimento chimico tra idrogeno e ossigeno è, invece, alla base della tecnologia delle celle a combustibile (fuel cell), la più utilizzata nella creazione di motori a idrogeno e la migliore dal punto di vista ecologico ed economico. Un altro tipo di motore a idrogeno è il motore a combustione interna a idrogeno liquido, più inquinante e utilizzato per la propulsione delle navette spaziali, in cui l’energia è prodotta dalla combustione chimica dell’idrogeno. In questo caso tuttavia il processo di liquefazione dell’idrogeno, che avviene a temperature bassissime, provoca un’eccessiva emissione di gas serra.
Funzionamento delle celle a combustibile
La cella a combustibile è un generatore elettrochimico in cui vengono mischiati un combustibile, nel nostro caso l’idrogeno, e un ossidante, l’ossigeno in questo caso, e da cui si ricavano corrente elettrica continua, acqua e calore.
Una cella a combustibile funziona in modo analogo a una batteria, in quanto produce energia elettrica attraverso un processo elettrochimico, a differenza di quest’ultima tuttavia consuma sostanze provenienti dall’esterno ed è quindi in grado di funzionare senza interruzioni, finché al sistema viene fornito combustibile (idrogeno) e ossidante (ossigeno o aria), mentre la batteria deve essere ricaricata. Poiché una singola cella fornisce ai morsetti una tensione di circa 0,6 V, è necessario collegare più celle in serie, fino ad ottenere la tensione desiderata.
I vantaggi sono:
Bruciare idrogeno con aria in condizioni appropriate all’interno di motori a combustione o turbine a gas determina una notevole riduzione delle emissioni.
Elevata efficienza: la conversione diretta di combustibile in energia attraverso una reazione elettrochimica, consente alla cella a combustibile di ottenere, a parità di combustibile, una potenza superiore rispetto alla tradizionale combustione. La produzione di energia attraverso una combustione avviene in stadi successivi: prima il combustibile viene convertito in calore e questo in energia meccanica che viene utilizzata da una macchina motrice come una turbina per produrre energia. In questo processo vanno considerate le perdite esterne di calore e di attrito, che abbassano l’efficienza globale del processo. Il rendimento elettrico è superiore a quello degli impianti convenzionali, con valori che vanno dal 40-48% (riferito al potere calorifico inferiore del combustibile) per gli impianti con celle a bassa temperatura, fino a raggiungere oltre il 60% per quelli con celle ad alta temperatura.
Emissioni ridotte: Se l’idrogeno è il combustibile usato nella cella a combustibile, gli unici coprodotti sono calore, acqua ed energia elettrica, mentre la combustione di combustibili fossili produce anidride carbonica, NOx , SOx e particolati.
Il ridottissimo impatto ambientale, sia dal punto di vista delle emissioni gassose sia di quelle acustiche, consente di collocare gli impianti anche in aree residenziali e richiede pochi permessi governativi.
Se l’idrogeno utilizzato nella cella a combustibile è prodotto da fonti rinnovabili, viene eliminato il danno ambientale associato all’estrazione dei combustibili fossili dai giacimenti.
Flessibilità relativa alla tipologia di combustile: una cella a combustibile può lavorare con idrogeno proveniente da qualunque combustibile fossile oggi disponibile. Ha inoltre la possibilità di utilizzare un’ampia gamma di combustibili quali gas naturale, metano, metanolo.
Una cella a combustibile lavora in un range di temperatura che va da 80°C fino a 1000°C. Tali valori sono nettamente inferiori ai 2300°C che si raggiungono all’interno dei motori a combustione.
Il calore esotermico della reazione elettrochimica può essere riutilizzato per riscaldare l’acqua o per soddisfare il fabbisogno di riscaldamento o di raffreddamento. Questo riutilizzo di calore aumenta l’efficienza di una cella a combustibile fino al 90%.
Il funzionamento di una cella a combustibile non prevede alcun organo di movimento. Ciò determina un progetto più semplice, una maggiore affidabilità e silenziosità.

GLi svantaggi sono:
Gli svantaggi derivanti da queste tecnologie sono sostanzialmente la difficoltà di reperire il carburante, i fondi necessari per costruire impianti, nonchè la difficoltà nel trovare i componenti degli stessi.
Da non trascurare è anche il fatto che la produzione di idrogeno tramite fonti energetiche tradizionali ha come scarto sostanze inquinanti.
Sfruttamento simultaneo di più fonti di energia.
Le celle a combustibile ad idrogeno possono essere sfruttate in un impianto cogenerativo domestico, in cui vi è produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica e calore. Tali impianti collegano tra loro diverse fonti energetiche in modo da assicurare una disponibilità di energia durante tutta la giornata. Un esempio pratico di applicazione può essere il combinare un sistema a pannelli fotovoltaici e generatori a pale eoliche con una cella a combustibile. In questo modo sarà possibile avere disponibilità di energia elettrica in ogni condizione atmosferica, sfruttando il sole e il vento, quando possibile, e immagazzinando la sovrapproduzione sotto forma di idrogeno; questo costituirà la nostra scorta di energia, utilizzabile sia nel caso in cui vengano a mancare altre fonti, sia come combustibile all’interno di un’automobile. Più in dettaglio, durante il giorno sarà possibile utilizzare l’energia solare sia per il riscaldamento domestico, sia, abbinata all’energia eolica, per produrre energia durante la sera e la notte, quando cioè non è più possibile sfruttare l’energia fornita dal sole. Ad oggi i maggiori impedimenti a questo tipo di strutture domestiche sono gli elevati costi di stoccaggio, nonché la potenziale pericolosità di un gas altamente infiammabile come l’idrogeno. Questo stesso processo di produzione energetica può essere applicato, oltre che a case ecologiche, anche a edifici di grandi dimensioni; ne è un esempio il grattacielo di prossima costruzione a Dubai, alto 250 metri, con piani rotanti staccati uno dall’altro, così da potersi muovere in modo indipendente.

Il mercato delle celle a combustibile non è ancora una realtà consolidata. Le celle a combustibile di piccola dimansione. utilizzabili come accumulatori di elettricità per le emergenze a livello domestico variano tra i 700 e i 400 euro a seconda delle caratteristiche e delle prrestazioni.

L’energia geotermica
Il sistema di climatizzazione geotermico è molto più efficiente dei sistemi tradizionali e fa parte delle fonti di energia rinnovabili. Questa tecnologia è ampiamente sfruttata negli Stati Uniti e in Canada oltre che in molti Paesi dell’ Unione Europea, soprattutto Svizzera, Germania, Svezia, ma anche Spagna, Francia, Irlanda, Russia.
Il terreno contiene un’ inesauribile sorgente di calore: i sistemi di riscaldamento e raffreddamento con pompe di calore geotermiche sfruttano il fatto che la temperatura del terreno, già a pochi metri di profondità, si mantiene grossomodo costante durante l’arco dell’anno: è, questa, una caratteristica comune a qualsiasi località del Pianeta, fortemente correlata all’azione della radiazione solare sulla crosta terrestre, che la trattiene e immagazzina sotto forma di energia pulita e rinnovabile. La costanza della temperatura del suolo comporta un duplice benefico effetto: durante l’inverno il terreno si trova a temperature relativamente più calde dell’aria esterna; durante l’estate la temperatura è più bassa di quella dell’aria.
La temperatura del suolo superficiale e del sottosuolo non è uguale, man mano che si scende in profondità, in media ogni 100 metri, la temperatura delle rocce aumenta di +3°C.
In alcune particolari zone questa caratteristica tende ad accentuarsi e la temperatura del sottosuolo è leggermente più alta della media, effetto causato dai fenomeni vulcanici o tettonici. In queste zone calde l’energia può essere facilmente recuperata mediante la geotermia convogliando i vapori provenienti dall’acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica o riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento, le coltivazioni in serra e il termalismo.
I vantaggi sono:
* le sonde geotermiche non inquinano
* non è prevista manutenzione
* un impianto geotermico dura più di 100 anni
* si ha un risparmio fino all’ 80% dei costi di esercizio
* è possibile generare riscaldamento e raffreddamento con lo stesso impianto
* rende indipendenti dal prezzo del petrolio e del gas.
* è ecologica dal punto di vista dell’inquinamento, poiché non emette anidride carbonica
* è ecologica dal punto di vista dell’impatto ambientale poiché non ci sono installazioni visibili all’esterno.
* L’impianto e’ molto silenzioso
* Non ci sono pericoli di incendio o di emissioni gassose poiche’ non si ha a che fare con alcun tipo di combustibile (gas, petrolio o derivati)
* Fornisce riscaldamento, acqua calda e raffreddamento 24 ore al giorno, 365 giorni all’anno
* I campi di applicazione sono molteplici: abitazioni, impianti industriali, magazzini, serre, scuole, hotel, uffici, palestre, piscine, marciapiedi senza ghiaccio, terreni sportivi in erba, ecc.

Le Applicazoni: le pompe di calore geotermiche vengono sempre più utilizzate per riscaldamento e raffreddamento di abitazioni, ma anche in serricultura, itticultura, balneologia (riscaldamento di terme e piscine), industria ed in molti altri settori.

Il costo di un impianto di riscaldamento geotermico si aggira intorno ai 4-5.000 €, pozzo compreso. Il costo di esercizio annuo (per un’abitazione di medie dimensioni), è di 965 € circa, dovuto soprattutto alla corrente elettrica usata dalla pompa di calore. A parità di potere calorifico, un impianto a metano tradizionale consuma 2.000 € l’anno.

PERCHE’ UTILIZZARE LE FONTI RINNOVABILI
Il perché utilizzare le fonti rinnovabili è molto semplice. Le fonti rinnovabili non inquinano, sono inesauribili, contribuiscono a tenere pulito il nostro pianeta, fanno risparmiare, ed attualmente sono incentivate in varie forme sia dallo Stato italino che da gli enti locali. Lo Stato prevede ad esempio degli incentivi sia per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici (generatori di energia elettrica) e sia per quanto riguarda i collettori solari più comunemente chiamati pannelli solari.
Alcune amministrazioni locali inoltre incentivano la diffusione degli impianti solari concedendo svariati benefici quali: riduzione dell’ imposta ici, concessioni di volumetrie maggiori, sconti sugli oneri concessori (Bucalossi) ecc.

Quindi dal sole possiamo ottenere sia energia elettrica che calore….qualcuno direbbe: cosa vuoi di più dalla vita? In effetti se ci pensassimo un pochino ci accorgeremo dei vantaggi che l’ utilizzo di queste risorse potrebbe riservarci.
Sia l’ impianto fotovoltaico che quello del collettore solare hanno bisogno di pochissima manutenzione, sono silenziosi, sono incentivati dalle leggi, non inquinano ecc.

PERCHE’ LE FONTI RINNOVABILI SONO COSI’ ATTUALI
Le fonti energetiche rinnovabili sono così attuali perché il problema dell’ inquinamento sta a cuore a tanti. Ormai quasi quotidianamente si sente parlare in televisione di questo grosso problema e le fonti rinnovabili possono contribuire alla sua risoluzione.
Anche se un pò in ritardo ci si sta accorgendo che l’ ambiente va difeso in ogni modo. Il problema dell’inquinamento va affrontato al più presto con soluzioni innovative che possono sicuramente ritrovarsi nelle fonti energetiche alternative.
Tutte le regioni italiane ormai hanno promulgato leggi che prevdono incentivi per la realizzazione di sistemi solari e quindi credo sia giusto che il cittadino si interessi sempre più verso il problema dell’ inquinamento.

L’ ITALIA E LE ENERGIE RINNOVABILI
l’ Italia sta muovendo ora i primi passi in questo settore e quindi si trova indietro rispetto ad altre nazioni europee che hanno colto il problema molto prima. Questo naturalmente non vuol dire che l’ Italia non possa recuperare nei confronti delle altre nazioni anzi al contrario, se continuerà di questo passo sicuramente raggiungerà i livelli e gli standard degli altri stati europei.
L’ Italia per la sua posizione potrebbe sfruttare molto bene l’ energia solare; molto di più di altri stati che si trovano molto più a nord…vedi Germania, Svezia ecc. Queste due nazioni ad esempio hanno fatto del risparmio energetico un cavallo di battaglia.
In Germania ad esempio gli impianti fotovoltaici esistono già da tanti anni grazie soprattutto ad una politica di forti incentivi che ha fatto si che molti privati installassero gli impianti solari. Se la Germania riesce ad utilizzare la poca energia solare che ha l’ Italia potrebbe fare molto meglio visto che il sole qui non manca di certo..

CASE ECOLOGICHE E BIOEDILIZIA
Finora si è parlato delle energie alternative in genarale, ma cosa può fare ciascuno di noi nel suo piccolo per sfruttare tutti i vantaggi dell’energia pulita?

La Bioedilizia
L’edilizia ecologica nasce come reazione alla grave crisi ambientale che incide per circa un terzo sul consumo totale di energia nel mondo.
Il calo del fabbisogno energetico per il riscaldamento è una soluzione necessaria per far fronte al crescente inquinamento atmosferico e al rischio di catastrofi naturali.
Un edificio ben progettato e realizzato secondo le giuste modalità, ad esempio usando materiali isolanti, è la via più pratica ed economica per la difesa del nostro pianeta dai gas di scarico dei sistemi di riscaldamento a combustione.
Ancora oggi potremmo utilizzare materiali quali l’argilla, la calce, la pietra, le fibre vegetali e le scorte di legname: sono facilmente riciclabili e soprattutto garantiscono basse spese di gestione e manutenzione, oltre a benefici in termini di salute.
Con la bioedilizia è nate la casa ecologica.

casa-ecologica-energia-alternativa-fonti-puliteLa casa ecologica
La casa passiva (ecologica) sfrutta il calore solare trasmesso dalle finestre e quello generato da: elettrodomestici, persone e illuminazione artificiale. Così si assicura il benessere termico senza impianti di riscaldamento convenzionale come caldaie e termosifoni o sistemi analoghi.
Questo tipo di abitazione deve essere comoda, funzionale e non dispersiva sotto il punto di vista delle materie prime.
Le sue caratteristiche sono:
ampie vetrate (ovviamente con vetri doppi o con retrocamera), orientate a Sud, che garantiscano un’alta trasmissione solare, ma, soprattutto in inverno, assicurino un guadagno termico netto. In estate l’isolamento termico deve bloccare il flusso di calore in entrata, quindi le finestre devono essere ombreggiate con persiane e balconi;
un involucro altamente isolante come il legno strutturale, isolante naturale. La casa deve essere sempre ben isolata, per evitare inutili dispersioni di calore in inverno o per riparare dall’eccessivo caldo estivo;
particolari strutture utilizzate per fornire calore, come ad esempio un sistema di ventilazione.

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Le case passive e i diversi sistemi energetici:
L’energia necessaria a coprire il fabbisogno termico dell’edificio è fornita da pannelli solari o da una pompa di calore che riscalda l’aria dell’impianto di ventilazione.
L’impianto di riscaldamento convenzionale si può eliminare se il fabbisogno energetico della casa è inferiore a 15 kWh/mq all’ anno. Al suo posto è possibile adottare un sistema di isolamento termico su muri perimetrali, tetto e vetrate ben isolate e un sistema di ventilazione controllato a recupero energetico con scambiatori a flusso incrociato che recuperano l’80% del calore dell’aria in uscita.
La fonte di calore e la sua distribuzione avviene attraverso il sistema di ventilazione. L’aria calda in uscita (dalla cucina,dal bagno..) viene convogliata verso uno scambiatore a flusso dove l’aria fredda in ingresso riceverà dall’80% sino al 90% del calore. L’aria di alimentazione viene così riconvogliata verso la casa (soggiorno e camere da letto…).
Il flusso d’aria esterno prima di raggiungere lo scambiatore di calore in alcuni edifici è convogliato attraverso una pompa di calore geotermica. Un impianto di ventilazione è indispensabile in una casa passiva, poiché se l’aerazione avvenisse attraverso le finestre il desiderato risparmio energetico e la qualità dell’aria sarebbero pressoché nulli.
Gli impianti di ventilazione delle case passive sono silenziosi e altamente efficienti (dal 75% al 95% del calore recuperato). Inoltre necessitano di poca energia elettrica (circa 40-50 Watt). La pompa di calore che va opportunamente dimensionata, viene utilizzata per produrre il rimanente piccolo fabbisogno energetico per riscaldare l’acqua.
Un altro mezzo che nella casa passiva è in grado di produrre una quantità di energia sufficiente è la caldaia a pellet, una stufa che irradia molto calore, capace di riscaldare l’intera abitazione. In alternativa a questi due tipi di riscaldamento può essere usato un impianto ad energia solare che scalda tutta l’abitazione.
Dove si trovano le case passive
Attualmente le case passive sono assai diffuse in Svezia, dove sono state progettate per la prima volta, in Germania, Austria, Olanda e altri paesi nord-europei.
In Italia, dove la regola numero uno è quella che la casa passiva si adatti bene al territorio, una delle iniziative più importanti sulla costruzione di case passive è presente nella Provincia Autonoma di Bolzano in Alto Adige.
I costi di partenza, per ora, sono alti perché l’eliminazione dell’impianto termico convenzionale non compensa la spesa per l’isolamento termico dell’abitazione.

L’auto ecologica
Oltre alla casa ecologica esiste anche l’auto ecologica.
Le attuali autovetture sono causa di alcuni tipi di inquinamento. Ad esempio c’è l’inquinamento dato dall’emissione di particolari tipi di gas, quali l’ossido di carbonio, quello di azoto, quello di zolfo, un particolato costituito da piccolissime particelle solide (polveri), idrocarburi combusti.
Poi c’è l’inquinamento dovuto alla normale usura dell’autovettura, come il pulviscolo di gomma, oli usati, piombo (contenuto nelle batterie) e solfati.
Infine c’è l’inquinamento acustico, soprattutto nelle grandi città, anche se questo è quello meno grave.
Per risolvere alcuni di questi problemi sono nati dei Consorzi (raccoglimento e smaltimento oli usati e batterie), a anche le aziende produttrici si sono mosse per il rispetto dei livelli di inquinamento imposti dalle nuove normative europee.
Le automobili con motore diesel non fumano più, ma proprio le dimensioni sempre più infinitesimali delle particelle invisibili emesse dallo scarico, i “nanoparticolati” (sono quelli con diametro inferiore a 500 nm) fanno discutere per i possibili effetti negativi sull’uomo.
I motori diesel emettono una quantità di particelle talmente piccole che servirebbero 20 anni per effettuare delle ricerche per verificare quanto effettivamente siano dannose, anche se uno studio pubblicato nel 1996 dall’Organizzazione mondiale della sanità di Ginevra conclude: “…globalmente, si stima che le emissioni dei motori diesel siano probabilmente cancerogene per l’uomo, tuttavia non si dispone di nessun dato quantitativo che permetta di valutare il rischio”.
Quindi è necessario ricercare dei metodi di prevenzione visti gli eccessivi tempi di ricerca. Questi esistono e sono efficaci, dal momento che i filtri per particolati hanno dimostrato di poter eliminare il 90-99% delle polveri più fini, anche se costano molto. Una volta il gas di scarico dei diesel era molto più visibile, ma in realtà conteneva inquinanti meno pericolosi dei “benzina” non catalizzati.
Un’alternativa al diesel può essere quella dei motori a metano.
Oltre a essere meno inquinante rispetto a benzina, diesel e GPL, il metano è anche meno costoso. L’inconveniente principale sta nel fatto che i distributori che dispongono di metano sono ancora pochi e sono concentrati prevalentemente in Emilia Romagna e nelle Marche.
Un altro modo per risolvere il problema dell’inquinamento è l’utilizzo delle macchine a motore elettrico che però, pur non inquinando in termini di scarico, produce tuttavia emissioni nocive indirette, a causa dell’inquinamento prodotto dalle centrali elettriche necessarie per realizzarli. Inoltre oggi la scelta di una macchina elettrica comporta un costo piuttosto elevato e un’autonomia piuttosto scarsa, che si aggira intorno ai 90 chilometri.
Poi ci sono i motori ibridi, che funzionano essenzialmente ad elettricità, ma sono anche equipaggiati con un piccolo motore diesel o a benzina che serve per ricaricare la batteria e può essere utilizzato in caso di problemi con l’alimentazione elettrica. Alcune ricerche puntano a trasformare il motore termico come un generatore di corrente in maniera che, funzionando ad un numero di giri ottimale in modo costante, i consumi siano bassissimi. Per un motore di cilindrata 1600 cc., si avrà un consumo di circa 5 litri per un percorso di 100 Km e le sostanze inquinanti saranno ridotte al minimo.
Ultima proposta è quella delle auto con motore ad aria compressa. Questo, come suggerisce il nome stesso, funziona solo con aria compressa, presentandosi subito come motore ad “emissione zero”. In città, una macchina con 5 persone a bordo, con questo tipo di motore, utilizzando 300 litri d’aria compressa a 300 bar contenuta in bombole realizzate in fibre di carbonio o di vetro, può percorrere circa 200 km.
Carburanti
Possibili carburanti alternativi sono:
* il metano: poco inquinante e più economico di benzina e gasolio
* l’etanolo: è un alcol e una fonte rinnovabile
* benzine miscelate al metanolo (usate soprattutto negli Stati Uniti
* l’idrogeno: la forma più promettente è quella che prevede la produzione di idrogeno direttamente a bordo della vettura, partendo da combustibili liquidi (metanolo, benzina, gasolio, cherosene), evitando così sia le limitazioni all’autonomia del veicolo, sia i costi e le complicazioni connesse con la necessità di realizzare una rete di distribuzione dedicata all’idrogeno.
* il biodiesel sembra la migliore proposta, data l’assenza di zolfo e la sua alta biodegradabilità, i particolati sono ridotti del 30%, e dal momento in cui il biodiesel deriva da vegetali che durante la crescita consumano la C02 presente nell’atmosfera, vi sono notevoli vantaggi anche sotto il profilo delle emissioni di anidride carbonica.
* il GPL
Analizzando meglio il GPL si evidenziano vantaggi e svantaggi.
I punti di forza dell’impiego del GPL sono:
* risparmio economico: il GPL costa meno, ci sono sconti per l’acquisto o l’installazione dell’impianto
* ridotta emissione di sostanze inquinanti
* minore usura per il motore. Il GPL contiene meno componenti nocivi al motore, che può quindi durare più a lungo
* sicurezza in caso d’incidente: può sembrare strano, ma è così perché in caso di incidente, il serbatoio GPL è più sicuro rispetto a quello a benzina, grazie alle severe norme di sicurezza previste per la sua installazione
* meno rumore: un motore a GPL è meno rumoroso rispetto ad un motore diesel o benzina
* controlli stagionali gratuiti: al termine della stagione invernale e di quella estiva, l’installatore che ha montato l’impianto effettua gratuitamente un controllo per verificarne l’efficienza in base al cambio di temperatura
* nessuna tassa particolare

Gli svantaggi sono:
* l’alimentazione a GPL non è diffusa in tutti i paesi. Tutte le auto con sistema GPL possono però essere alimentate anche a benzina
* non tutti i distributori dispongono anche di una pompa GPL. Se dovete fare un viaggio è quindi consigliabile premunirsi di una guida che dia informazioni sulle stazioni di servizio munite di GPL
* anche se il rischio di esplosione è estremamente limitato, vi sono luoghi in cui è vietato l’accesso alle auto alimentate a GPL: è il caso dei parcheggi sotterranei e di alcune particolari gallerie o trafori (per esempio, il tunnel sotto la Manica), luoghi in cui il gas potrebbe causare gravi incidenti in caso di fughe (evento peraltro altamente improbabile)
* a parità di cilindrata, un motore alimentato a GPL è un po’ meno potente del suo equivalente a benzina, ma la differenza è davvero minima
* ogni 10 anni, le auto a GPL devono riomologare l’impianto.

ALCUNI CONSIGLI PER IL RISPARMIO ENERGETICO NELLE MURA DOMESTICHE: RIVOLTO AD EVITARE SPRECHI NELLE CASE DI CIVILE ABITAZIONE
Ecco le principali, brevi e semplici regole che tutti possiamo attuare per una piu’ corretta utilizzazione dell’energia, atta a non sprecare le risorse e, perchè no, a risparmiare un po’ di soldi nelle bollette di luce, acqua calda, acqua fredda, gas.
a) Risparmia energia se ti è possibile per scaldare l’acqua.
Sostituisci il bagno con la doccia (è anche piu’ igienica e per molti piu’ pratica) e non prolungarla esageratamente, tipo docce di 40 minuti.
Se ti è possibile, installa pannelli solari che sfruttano l’energia solare per riscaldare l’acqua, o produrre energia elettrica a basso voltaggio.
Se hai lo scaldino elettrico, accendilo solo poco prima di utilizzare l’acqua e regola la temperatura a non più di 65 gradi centigradi.
b) Uso intelligente del frigorifero:
Non abbassare la temperatura del frigo sotto i 3 gradi centigradi.
Non aprirlo senza motivo favorendo i flussi di calore verso l’interno.
Sbrinarlo regolarmente e pulendo le serpentine.
Non immettervi cibi caldi.
Non riempirlo eccessivamente.
c) Risparmia sui consumi di televisione, videoregistratore, lettori cd, computer ecc.
Quando non vengono adoperati, spegnili usando il tasto generale dell’apparecchio e non lasciare accesa la “lucina rossa”.
d) Adopera intelligentemente la lavastoviglie:
Fai partire la lavastoviglie solo quando è piena.
Spegnila quando parte l’asciugaturadelle stoviglie: basta aprire lo sportello.
Fai cicli di lavaggio a temperature basse.
Pulisci periodicamente il filtro della lavastoviglie.
e) Risparmia il gas per il riscaldamento.
-Regola la temperatura interna a non più di 18-19 gradi.
-Attenzione a non tenere coperti i caloriferi.
-Quando è acceso il riscaldamento le finestre devono rimanere chiuse.
-Se hai il camino, chiudi la serranda di tiraggio quando è inattivo.
-Usa i paraspifferi e se ti è possibile tira giù le tapparelle per evitare la dispersione del calore.
-Spegni il riscaldamento quando la casa è vuota.
-Fai controllare l’impianto della caldaia: è obbligatorio e a tutela della tua sicurezza.
f) Risparmiare gas “ai fornelli” della cucina.
-Mettere le pentole, i pentolini e le padelle su fornelli di dimensioni proporzionate al loro diametro.
-Coprire le pentole durante la cottura con l’apposito coperchio, per evitare di perdere del calore sotto forma di vapore acqueo che si disperde nell’ambiente casalingo. (e che inoltre favorisce fenomeni di condensa e aumento dell’umidità che possono essere dannosi per l’abitazione e per le condizioni di benessere ambientale della cucina, e più in generale di tutta la casa).
- Usare, quando è possibile delle pentole a pressione.
- Spegnere il fuoco o la piastra un po’ prima della fine della cottura per poter sfruttare al meglio il calore residuo.
g) Riduci i consumi di elettricità per l’illuminazione.
-Non tenere accese lampade e lampadine inutlmente, spesso si lasciano luci accese anche se non si è dentro alla stanza illuminata e cose simili.
-Sostituisci se possibile le lampadine a incandescenza con quelle a basso consumo.
-provvedere (consiglio più che altro per uffici, luoghi pubblici e luoghi dove gli apparecchi di illuminazione siano molteplici) alla pulizia periodica e alla manutenzione degli apparecchi illuminanti, per far si di mantenere sempre una buona efficienza ed un corretto illuminamento senza sprechi di energia elettrica e senza bisogno di frequenti sostituzioni delle lampade. Per esempio si possono adoperare lampade ad alogeni che garantisco una migliore efficienza ed anche una durata piu’ lunga della vita della lampada stessa.
h)Adopera la lavatrice in maniera “intelligente” .
-Fai partire la lavatrice, se ti è possibile, solo a pieno carico. (Questo per evitare chiaramente un consumo energetico inutile).
-Non lavare a temperatura superiore a 60 gradi
-Accertati periodicamente che il filtro della lavatrice sia abbastanza pulito.

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