Le energie rinnovabili: ricerca di scienze

Di Redazione Studenti.

Ricerca sulle energie rinnovabili per scuole medie e scuole superiori: energia idroelettrica, energia termica oceanica, energia solare ed energia eolica

LE ENERGIE RINNOVABILI

Le fonti di energia rinnovabile sono quelle che si rigenerano naturalmente in un tempo relativamente breve, e pertanto saranno sempre disponibili. Fra queste ci sono:  

  • Energia idroelettrica
  • Energia solare
  • Energia eolica
  • Energia termica oceanica
Ricerca sulle energie rinnovabili
Ricerca sulle energie rinnovabili — Fonte: getty-images

Energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è l’elettricità prodotta sfruttando l’energia di caduta dell’acqua. Tra le fonti di energia rinnovabili è quella che ha raggiunto i livelli più avanzati di tecnologia. Le centrali idroelettriche di solito ricevono l’acqua da un lago artificiale che si chiama bacino, e deve soddisfare una serie di requisiti: da un lato infatti deve essere posto pù in alto possibile, e dall’altro deve essere in grado di raccogliere la più grande massa d’acqua che scenda dalle montagne circostanti.

Ecco perché solitamente il bacino trova la sua collocazione naturale in una valle che, chiusa dalla diga, diviene in tal modo una sorta di enorme vasca, in cui confluiscono ruscelli, torrenti, piogge e soprattutto le nevi che si sciolgono. Poiché i grandi freddi e l’estate determinano una scarsità nelle acque dei ruscelli, ricchi soprattutto in autunno e primavera, è evidente che il bacino assolve anche alla funzione di enorme serbatoio in cui l’acqua raccolta in abbondanza viene conservata per i periodi meno favorevoli.  

La diga

La parte forse più gravosa nella edificazione di una centrale idroelettrica è data dalla costruzione della diga, che deve tenere conto dello studio del terreno nella quale deve sorgere, ma anche della stessa costruzione, che può rivelarsi molto pericolosa. Una diga infatti va situata per lo più in luoghi impervi, ma ciò che più conta è la estrema attenzione sia nello studio dell’ambiente che nelle condizioni di lavoro.

La manutenzione della diga deve essere costante e precisa, in quanto essa non può assolutamente presentare la minima imperfezione che costituisca un pericolo per la sua stabilità e per la sua capacità di contenere l’acqua del bacino. A tale scopo ogni centrale idroelettrica dispone di elaboratissimi strumenti di controllo di precisione, che aiutano gli uomini nella loro costante opera di sorveglianza.  

La sala macchine

La sala macchine è quindi come il cuore della centrale: infatti qui sono poste tre gigantesche turbine che, azionando e facendo girare tre grandiosi alternatori, producono l’energia elettrica. Anche qui tutto viene controllato attraverso l’impiego di elaboratissimi apparecchi. Ma ciò che è alla base del movimento delle turbine è l’acqua: questa infatti, partendo dal fondo del bacino, viene convogliata in un enorme tubo d’acciaio che, attraverso boschi e dirupi, privi quanto più possibile di curve, la fa precipitare fino alle turbine con una forza e una velocità che le mantiene in costante rotazione.

Energia solare

Con energia solare si intende la radiazione elettromagnetica emessa dal Sole e intercettata dalla Terra, la più abbondante fonte permanente di energia al mondo. L’energia solare diretta verso la Terra, pur essendo molto abbondante, è fortemente diluita. Quando la luce del Sole attraversa l’atmosfera terrestre la sua intensità si riduce e quindi il valore della radiazione che arriva a colpire la superficie terrestre è meno della metà della sua energia. L’energia solare rende possibile anche lo sfruttamento dell’energia termica oceanica, che sfrutta la differenza di temperatura dell’acqua.

La luce del Sole, oltre alla sua conversione diretta in elettricità per mezzo delle celle fotovoltaiche, si può adoperare per produrre vapore, chepuò successivamente fa girare una turbina e genera energia elettrica.

Alcuni ricercatori hanno suggerito la costruzione di grossi dispositivi fotovoltaici da porre in orbita attorno alla Terra per sviluppare grandi quantità di potenza. Questi dispositivi, detti SSPS (satelliti di potenza solare spaziale) invierebbero l’energia raccolta verso la Terra per mezzo di microonde.

Energia eolica

Pale eoliche e pannelli solari
Pale eoliche e pannelli solari — Fonte: istock

L’energia eolica è quella fornita dalla forza del vento, grazie a sistemi quali i mulini o le macchine a vento, che sono costituiti di norma da due o più pale, o i cosiddetti sistemi di velatura, montate attorno ad un albero che riceve la potenza, adoperata abitualmente per pompare acqua o per far girare un generatore che produce elettricità.

La maggior parte delle macchine moderne si divide in: macchine ad asse orizzontale e macchine ad asse verticale. All’interno di queste due classi si può avere un’ulteriore suddivisione in sistemi a portata, che utilizzano il principio dell’ala dell’aeroplano per produrre la rotazione, e i sistemi a trascinamento, che sono azionati semplicemente dall’impatto dell’aria in movimento che va a colpire le pale.

Approfondisci

  • Tesina sull'energia elettrica
    Come funziona la corrente elettrica, centrali elettriche e fonti di energia. Tesina sull’elettricità svolta su questi e altri argomenti
  • Energia, significato e forme
    Cos’è l’energia? Scopri qual è il significato, la formula e i tipi di energia che si utilizzano nella vita di tutti i giorni
  • Energia nucleare
    Cos’è l’energia nucleare e come funziona? Riassunto su fissione e fusione nucleare e il funzionamento di una centrale nucleare.