La possibilità di abbandonare il petrolio e ottenere buona parte dell’energia elettrica dal Sole c’è, quello che manca è la volontà politica a livello mondiale. Lo sostiene la rivista americana Scientific American, che ha elaborato un “grande piano solare” con cui sarebbe teoricamente possibile produrre il 69% dell’energia elettrica di un grande Paese come gli Usa soltanto utilizzando il Sole e a costi competitivi con quelli attuali.
L’energia che arriva dal Sole in 40 minuti, scrive la rivista, sarebbe sufficiente a coprire il consumo globale per un anno. Convertendo solo il 2,5% di quella che colpisce gli stati del Southwest americano si coprirebbero i consumi statunitensi del 2006.
Attualmente però dal solare gli Stati Uniti ricavano solo il 6% dell’energia. Il piano proposto da Scientific American prevede di ottenere almeno 3mila Gigawatts di energia da impianti fotovoltaici, da stoccare con la tecnica dell’aria compressa e da distribuire con un metodo totalmente nuovo di trasmissione.
L’obiettivo del 69%, che potrebbe essere addirittura maggiore se al fotovoltaico si accoppiassero le altre fonti rinnovabili, sarebbe raggiunto nel 2050 al prezzo di 400 miliardi di dollari, appena il doppio di quanto prevedeva di spendere la Casa Bianca per la guerra in Iraq.
«Queste cifre sono scientificamente valide, ma rimarranno un buon auspicio se non ci sarà la volontà politica - spiega Carlo Manna, responsabile del centro studi dell’Enea - gli Usa sono stati i primi a investire nel solare già negli anni ‘80, ma poi la politica non ha più sostenuto questa strada e adesso gli americani sono indietro anche rispetto alla Cina, oltre che a Spagna e Germania che sono ai massimi livelli. Il potenziale c’è ed è notevolissimo, ma senza investimenti questi rimangono scenari irrealizzabili, anche se la tecnologia adatta già c’è».
Il piano proposto per gli Usa permetterebbe di chiudere 600 centrali elettriche tradizionali, e di abbattere le emissioni del 62%. Un problema - quello delle vetuste centrali elettriche alimentate a carbone - che attanaglia anche il Canada, l’Ontario in particolare. «Bisogna sottolineare - dice l’esperto - che negli Usa si fanno già i conti di quanti posti di lavoro e quanta ricchezza possono derivare incentivando le energie rinnovabili»
Il “grande piano solare” proposto da Scientific American, che permetterebbe di ottenere fino al 69% dell’energia elettrica dal Sole entro il 2050, si basa su tecnologie già presenti sui mercati. Ecco come raggiungere l’obiettivo in tre mosse.
Fattori solari. Secondo le proiezioni degli esperti le celle a tellururo di cadmio, quelle meno costose fino a questo momento, raggiungeranno entro pochi anni un costo competitivo con il petrolio.
Il piano ne prevede circa 80mila metri quadrati (sedici campi da calcio) capaci di produrre 1500 Gigawatt di energia. I restanti 1500 sarebbero prodotti con il metodo del solare a concentrazione. La zona più adatta individuata negli States è l’Arizona, che come la Sicilia è poco abitata e ricca di Sole.
Caverne pressurizzate. Il problema principale per l’energia solare è come immagazzinarla per produrre elettricità quando non c’è il Sole. La soluzione proposta è utilizzarla per comprimere l’aria all’interno di cavità naturali o artificiali. L’aria compressa può venire poi impiegata per far girare le turbine di una centrale.
Questo sistema è già in uso in Germania e negli Stati Uniti, e costa la metà di una batteria tradizionale.
Un altro metodo utilizzabile impiega alcuni sali fusi, che trattengono molto bene il calore.
Corrente diretta. L’energia solare non sempre può essere prodotta vicino alle zone di utilizzo. Questo rende necessario studiare nuovi metodi di trasmissione: quello più adatto prevede la costruzione di linee ad alto voltaggio e a corrente continua, molto più efficienti di quelle tradizionali a corrente alternata, e già utilizzate ad esempio in alcune centrali eoliche.
Fonte
martedì 7 dicembre 2010
mercoledì 10 novembre 2010
Riscaldamento e comfort
Per ottenere una situazione di benessere termico all’interno di un ambiente, è tanto importante la qualità del calore prodotto, quanto la sua quantità.
Per raggiungere il confort termico, il corpo umano privilegia lo scambio di calore per irraggiamento rispetto a quello per convezione e per conduzione.
La maggior parte dei sistemi di riscaldamento presenti nelle case, invece, utilizza lo scambio per convezione, cioè scalda soprattutto l’aria che ci circonda; ciò aumenta la circolazione delle polveri, la secchezza dell’aria, e i consumi di combustibile.
Per raggiungere il confort termico, il corpo umano privilegia lo scambio di calore per irraggiamento rispetto a quello per convezione e per conduzione.
La maggior parte dei sistemi di riscaldamento presenti nelle case, invece, utilizza lo scambio per convezione, cioè scalda soprattutto l’aria che ci circonda; ciò aumenta la circolazione delle polveri, la secchezza dell’aria, e i consumi di combustibile.
I sistemi tradizionali sono in genere dei termosifoni (radiatori), composti da elementi cavi in ghisa, acciaio o alluminio, disposti in più colonne, nei quali circola acqua calda ad una temperatura tra i 60° e 80° C.
Così disposti, i vari elementi si scambiano a vicenda calore per irraggiamento, scaldando l’aria che li circonda ed innescando un moto convettivo; solo una piccola parte del calore viene trasmessa per irraggiamento dalla superficie rivolta verso l’ambiente.
Così disposti, i vari elementi si scambiano a vicenda calore per irraggiamento, scaldando l’aria che li circonda ed innescando un moto convettivo; solo una piccola parte del calore viene trasmessa per irraggiamento dalla superficie rivolta verso l’ambiente.
Un primo passo in avanti è stato fatto con la commercializzazione di corpi scaldanti piatti detti anche piastre radianti realizzati in acciaio o in alluminio che trasferiscono più del 50% del calore per via radiante. Nei radiatori a piastra circola acqua calda a temperature inferiori ai 60° C, in questo modo si riducono sensibilmente il moti convettivi d’aria e il sollevamento delle polveri. I radiatori a piastra si possono installare al posto dei tradizionali termosifoni senza comportare modifiche ingenti all'impianto esistente.
Recentemente sono entrati in commercio i convettori a battiscopa, essi sono formati da uno o due tubi (in genere di rame) nei quali circola acqua calda, circondati da una fitta serie di alette; il tutto, racchiuso in un profilo di alluminio, ha uno spessore di circa 3 cm. Vengono installati lungo le pareti esterne al posto del battiscopa, possono anche essere incassati riducendo la loro sporgenza.
Prima di mettere in opera il convettore è opportuno rivestire con una fascia isolante e riflettente la striscia di parete che lo ospiterà, riducendo così le perdite verso l’esterno.
Il sistema di trasferimento di calore è di tipo convettivo/radiante. L’aria scaldata dalle lamelle sale e lambisce le pareti retrostanti fino ad un’altezza di circa 2 metri, senza coinvolgere nel movimento tutta l’aria della stanza. La superficie della parete raggiunge una temperatura di 30°C alla base e 20°C alla sommità e scalda per irraggiamento l’ambiente prospiciente. L’aria interna ha una temperatura al suolo di circa 20°C e 16/18° C a 2 metri riducendo le perdite di calore verso l’alto. La temperatura dell’acqua in circolazione relativamente bassa (45° in media, 60°C nelle giornate più rigide) migliora il rendimento dell’intero impianto.
Questi sistemi possono essere alimentati con acqua calda proveniente da pannelli solari.
I convettori a battiscopa però hanno alcuni limiti di installazione.
Essendo fonti di calore a bassa temperatura e distribuiti in lunghezza, nel caso di ambienti poco isolati termicamente, diventa necessario incrementare notevolmente la dimensione dei convettori aumentando gli ingombri e i costi di installazione.
Inoltre, se alle pareti in cui è presente il convettore vengono addossati mobili di altezza rilevante il funzionamento del sistema viene compromesso.
Prima di mettere in opera il convettore è opportuno rivestire con una fascia isolante e riflettente la striscia di parete che lo ospiterà, riducendo così le perdite verso l’esterno.
Il sistema di trasferimento di calore è di tipo convettivo/radiante. L’aria scaldata dalle lamelle sale e lambisce le pareti retrostanti fino ad un’altezza di circa 2 metri, senza coinvolgere nel movimento tutta l’aria della stanza. La superficie della parete raggiunge una temperatura di 30°C alla base e 20°C alla sommità e scalda per irraggiamento l’ambiente prospiciente. L’aria interna ha una temperatura al suolo di circa 20°C e 16/18° C a 2 metri riducendo le perdite di calore verso l’alto. La temperatura dell’acqua in circolazione relativamente bassa (45° in media, 60°C nelle giornate più rigide) migliora il rendimento dell’intero impianto.
Questi sistemi possono essere alimentati con acqua calda proveniente da pannelli solari.
I convettori a battiscopa però hanno alcuni limiti di installazione.
Essendo fonti di calore a bassa temperatura e distribuiti in lunghezza, nel caso di ambienti poco isolati termicamente, diventa necessario incrementare notevolmente la dimensione dei convettori aumentando gli ingombri e i costi di installazione.
Inoltre, se alle pareti in cui è presente il convettore vengono addossati mobili di altezza rilevante il funzionamento del sistema viene compromesso.
Un altro sistema è quello a pannelli radianti.
Si tratta di serpentine in rame o materiale plastico nelle quali circola acqua ad una temperatura tra i 30 - 45°C, esse sono incorporate nello strato di intonaco che riveste pareti e soffitti o nel sottofondo dei pavimenti.
Il trasferimento di calore è per irraggiamento, le superfici riscaldate dalle serpentine irraggiano persone e cose e scaldano molto meno l’aria. Si ottiene così un comfort termico migliore con pareti calde (25 - 30°C) e aria più fresca (16 - 18°C circa).
Questi sistemi non coinvolgendo l'aria non sollevano polvere e soprattutto non la "abbrustoliscono".
Facendo circolare acqua a bassa temperatura disperdono molto meno calore verso esterno, inoltre avendo bassa inerzia termica scaldano l’ambiente in breve tempo permettendo di accendere l’impianto poco tempo prima.
Sono particolarmente vantaggiosi quando si devono riscaldare ambienti con grande volume, e consentono l'alimentazione con pannelli solari.
Possono essere impiegati anche d’estate, facendo circolare acqua fredda (13 - 15°C), si raffresca l’ambiente senza dover condizionare tutta l’aria, occorre però installare un deumidificatore che eviti la condensa sulle pareti dell'umidità estiva.
Il posizionamento ideale per tutti i sistemi a pannelli radianti è a parete, perché le superfici verticali in un ambiente sono quelle che hanno un maggiore scambio radiante con il corpo umano (il quale ha uno sviluppo verticale appunto).
L’installazione a parete ha però più vincoli.
Come già detto per i convettori a battiscopa, è inutile mettere un pannello radiante dietro un armadio.
Bisogna prestare attenzione nell’appendere quadri e simili, si possono danneggiare i tubi, per cui occorre spegnere l’impianto, attaccare alla parete uno scotch termocromatico che individua con precisione dove è il tubo e finalmente si può fare il foro.
Installando invece i pannelli radianti a pavimento o a soffitto si hanno rendimenti leggermente inferiori, ma è garantita la completa fruibilità di ogni spazio della casa.
Questi sistemi se ben ottimizzati permettono un risparmio di energia fino al 40%.
Si tratta di serpentine in rame o materiale plastico nelle quali circola acqua ad una temperatura tra i 30 - 45°C, esse sono incorporate nello strato di intonaco che riveste pareti e soffitti o nel sottofondo dei pavimenti.
Il trasferimento di calore è per irraggiamento, le superfici riscaldate dalle serpentine irraggiano persone e cose e scaldano molto meno l’aria. Si ottiene così un comfort termico migliore con pareti calde (25 - 30°C) e aria più fresca (16 - 18°C circa).
Questi sistemi non coinvolgendo l'aria non sollevano polvere e soprattutto non la "abbrustoliscono".
Facendo circolare acqua a bassa temperatura disperdono molto meno calore verso esterno, inoltre avendo bassa inerzia termica scaldano l’ambiente in breve tempo permettendo di accendere l’impianto poco tempo prima.
Sono particolarmente vantaggiosi quando si devono riscaldare ambienti con grande volume, e consentono l'alimentazione con pannelli solari.
Possono essere impiegati anche d’estate, facendo circolare acqua fredda (13 - 15°C), si raffresca l’ambiente senza dover condizionare tutta l’aria, occorre però installare un deumidificatore che eviti la condensa sulle pareti dell'umidità estiva.
Il posizionamento ideale per tutti i sistemi a pannelli radianti è a parete, perché le superfici verticali in un ambiente sono quelle che hanno un maggiore scambio radiante con il corpo umano (il quale ha uno sviluppo verticale appunto).
L’installazione a parete ha però più vincoli.
Come già detto per i convettori a battiscopa, è inutile mettere un pannello radiante dietro un armadio.
Bisogna prestare attenzione nell’appendere quadri e simili, si possono danneggiare i tubi, per cui occorre spegnere l’impianto, attaccare alla parete uno scotch termocromatico che individua con precisione dove è il tubo e finalmente si può fare il foro.
Installando invece i pannelli radianti a pavimento o a soffitto si hanno rendimenti leggermente inferiori, ma è garantita la completa fruibilità di ogni spazio della casa.
Questi sistemi se ben ottimizzati permettono un risparmio di energia fino al 40%.
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