TECNOLOGIE DELLE ENERGIE RINNOVABILI Introduzione Giuseppe Franchini Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate Università degli Studi di Bergamo Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 1 Principi di conversione dell’energia Energia PRIMARIA Energia FINALE (UTILE) EP EU SISTEMA ENERGETICO 𝐸𝑈 𝐸𝑃 Rendimento di conversione: 𝜂conv = Energia dissipata: 𝐸𝐷 = 𝑃ܧ−𝐸𝑈 Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 2 Principi di conversione dell’energia Energia primaria Energia convertita chimica radiante elettrica meccanica Reattori nucleari nucleare chimica radiante Fotosintesi elettrica Elettrolisi meccanica termica termica Fuel cells, batterie Caldaie, Combustori Celle fotovoltaiche Collettori solari Lampade Motori elettrici Alternatori Pompe di calore Turbine Motori termodinamici Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) Scambiatori di calore 3 Principi di conversione dell’energia Solare termico: collettori solari Energia radiante Energia termica SOL_T Solare fotovoltaico: moduli PV Energia radiante Energia elettrica PV Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 4 Fonti energetiche Fonti energetiche convenzionali: si intendono quelle che provengono da carbone, petrolio, gas, legno e fonti idriche Fonti energetiche alternative: si intendono quelle che non sono convenzionali Fonti energetiche rinnovabili: risorse energetiche “ricostruite” ad un ritmo analogo a quello con cui sono impiegate Rinnovabilità: un concetto “relativo” Tecnologie assimilate alle rinnovabili: impiegano fonti energetiche convenzionali ma con efficienze superiori alle tecnologie convenzionali Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 5 Fonti energetiche L’energia primaria impiegata dall’uomo in un anno (XXI secolo) corrisponde a una potenza media di 12 TW. Le previsioni per il XXII secolo sono di circa 40 TW. L’energia radiante solare incidente sul suolo terrestre in un anno corrisponde a una potenza media di 117000 TW (~ 230 W/m2) uranio petrolio gas consumo annuo carbone radiazione solare annua Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 6 Fonti energetiche Fonti energetiche rinnovabili: - radiazione solare - vento - acqua - biomasse - idroelettrico da acqua fluente - maree - moto ondoso - correnti marine - geotermia Tutte le fonti rinnovabili (ad eccezione della geotermia e delle maree) sono correlate alla radiazione solare. Tutte le fonti rinnovabili (ad eccezione delle maree) hanno un’origine nucleare. Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 7 Fonti energetiche BP Statistical Review of World Energy 2014 © BP 2014 Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 8 Fonti energetiche BP Statistical Review of World Energy 2014 © BP 2014 Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 9 Fonti energetiche BP Statistical Review of World Energy 2014 © BP 2014 Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 10 Fonti energetiche BP Statistical Review of World Energy 2014 © BP 2014 Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 11 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 12 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 13 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 14 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 15 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 16 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 17 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 18 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 19 Dati statistici sistema elettrico Italia Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 20 Scenari futuri (?) Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 21 Università degli Studi di Bergamo Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate Giuseppe Franchini Macchine e Sistemi per l’Energia e l’Ambiente Tecnologie delle Energie Rinnovabili Tel. 035-2052078 Fax 035-2052077 [email protected] Tecnologie delle Energie Rinnovabili (Corso di Laurea Magistrale - Ingegneria Meccanica) 22
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