Rinnovabili ed edilizia sostenibile

Fonti di energia rinnovabile: quali sono, come funzionano e vantaggi

Le fonti di energia rinnovabile sono forme di energia che rispettano le risorse provenienti dal mondo naturale. Scopri quali sono e perché utilizzarle

Le fonti di energia rinnovabile sono fonti energetiche che sfruttano le risorse naturali in modo sostenibile, non inquinano l’ambiente e non si esauriscono nel corso dell’uso poiché sono in grado di rigenerarsi attraverso cicli naturali.

La fonte rinnovabile più nota è senza dubbio il fotovoltaico che è senz’altro quella che ha conosciuto la maggiore diffusione nel nostro Paese nell’ultimo decennio. Per sfruttare al meglio, però, l’efficacia del fotovoltaico e di qualsiasi altro impianto alimentato da fonti rinnovabili è necessario condurre una progettazione accurata in modo tale da soddisfare il fabbisogno energetico richiesto, calcoli precisi per il dimensionamento di tutti gli elementi e l’analisi del rendimento.

Per fare tutto questo puoi usare il software per la progettazione di impianti fotovoltaici in grado di guidarti nella progettazione e distribuzione di energia mediante calcoli dinamici e la simulazione economica di qualsiasi tipologia di impianto (impianti fotovoltaici, impianti geotermici).

Scopriamo quali sono le principali fonti di energia rinnovabile, come si differenziano da quelle non rinnovabili e in che modo contribuiscono al cambiamento del mondo dell’energia.

Fonti di energia rinnovabile

Le fonti di energia rinnovabile sono risorse naturali che, per il loro ciclo di rigenerazione naturale, consentono una produzione continua di energia senza esaurirsi nel tempo.

Le principali fonti di energia rinnovabile sono:

  • energia solare;
  • energia eolica;
  • energia da biomasse;
  • energia idroelettrica;
  • energia marina;
  • energia geotermica.

Cos’è l’energia solare?

L’energia solare è l’energia che deriva dall’irraggiamento solare e può essere utilizzata per la produzione di energia termica ed elettrica. Sono 3 le principali tecnologie legate all’energia solare:

  • fotovoltaico dove la radiazione solare viene convertita in elettricità attraverso pannelli fotovoltaici. I semiconduttori, colpiti dalle particelle di luce solare, generano corrente continua, successivamente trasformata in corrente alternata per uso, immessa nella rete pubblica o immagazzinata per essere sfruttata quando l’impianto non produce;
  • solare termico dove la radiazione solare diventa calore, alimentando un fluido termovettore che, a sua volta, riscalda l’acqua nei serbatoi. Al riguardo può essere importante un software per la progettazione di impianti solari termici da sperimentare gratuitamente per il calcolo e il dimensionamento di impianti solari termici a circolazione forzata;
  • solare termodinamico in cui l’energia solare viene trasformata prima in calore e poi in elettricità.

Cos’è l’energia eolica?

L’energia eolica è una forma di energia ben nota e ampiamente diffusa che sfrutta l’energia cinetica del vento e delle correnti d’aria attraverso l’installazione di turbine e pale eoliche.

Queste pale, una volta messe in movimento dal vento, generano energia meccanica che viene poi convertita in energia elettrica.

L’evoluzione di questa tecnologia è notevole, partendo dai pittoreschi mulini a vento del passato fino alle moderne turbine eoliche, che sono molto più efficienti e aerodinamiche. Oggi, queste installazioni possono essere integrate nella rete energetica pubblica, consentendo la produzione di energia su vasta scala.

Gli impianti che sfruttano l’energia eolica possono essere utilizzati sia a livello pubblico che privato. Tuttavia, per garantirne l’efficienza, è essenziale installare le pale in aree ampie e aperte, dove i venti sono costanti e forti. Queste aree ideali possono includere zone costiere vicino ai mari o agli oceani, nonché regioni montane.

È importante notare che, in assenza di vento, gli impianti eolici non possono generare energia, il che ha portato a considerare soluzioni ibride, come l’integrazione con impianti fotovoltaici per garantire una produzione continua di energia.

Cos’è l’energia geotermica?

La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili include l’energia geotermica, un metodo che sfrutta il calore interno della Terra attraverso il principio della geotermia.

Questo processo è basato sul gradiente geotermico del pianeta, ossia la variazione di temperatura con la profondità, causata principalmente dall’energia prodotta dai processi di decadimento degli elementi radioattivi presenti sotto la superficie terrestre (potassio, torio e uranio).

Le centrali geotermiche e gli impianti geotermici catturano il calore intrappolato nelle falde d’acqua o nelle rocce calde al di sotto della superficie terrestre. Questo calore viene, poi, utilizzato per azionare turbine speciali che generano energia meccanica.

Successivamente, un alternatore converte questa energia meccanica in energia elettrica, che può essere distribuita e utilizzata su larga scala. Gli impianti geotermici a bassa entalpia si concentrano su risorse geotermiche meno profonde, come le falde d’acqua calda. Questa forma di energia geotermica è particolarmente adatta al riscaldamento di edifici residenziali e commerciali e può anche supportare diversi processi industriali. Vediamo di seguito un video su come calcolare un impianto geotermico a bassa entalpia con un software.

 

Cos’è l’energia da biomasse?

L’energia ottenuta dalla biomassa è il risultato dei processi di combustione di sostanze organiche come alberi, piante, animali, residui agricoli o industriali e rifiuti urbani.

Un esempio di questa categoria è la legna da ardere che, sebbene si esaurisca, viene considerata una risorsa rinnovabile in virtù della capacità di ripiantare gli alberi. Tuttavia, a seguito di una regolamentazione normativa rigorosa e orientata all’ecologia, l’impiego di biomasse per la produzione energetica è limitato ora principalmente ai sottoprodotti agricoli e non più alle coltivazioni esclusive. Nonostante ciò, le biomasse rappresentano un elemento prezioso nella transizione verso fonti energetiche più sostenibili e contribuiscono all’abbattimento delle emissioni di gas serra.

Cos’è l’energia idroelettrica?

L’energia idroelettrica è una delle forme più antiche di produzione di energia rinnovabile e sfrutta l’energia cinetica generata dal flusso dell’acqua trasformandola in energia elettrica. Questo processo coinvolge centrali idroelettriche dotate di impianti di accumulo, tra cui le dighe.

Cos’è l’energia marina?

L’energia marina sfrutta il movimento delle correnti, delle maree e delle onde marine per generare energia elettrica.

Il funzionamento di questa fonte energetica è analogo a quello dell’energia eolica, in quanto coinvolge pale o turbine che vengono messe in movimento dal movimento delle masse d’acqua, generando energia meccanica che successivamente viene convertita in energia elettrica. Inoltre, gli oceani hanno la capacità di produrre energia termica a causa dell’irraggiamento solare, che riscalda le acque.

Fonti di energia non rinnovabile

Le fonti di energia non rinnovabile, come suggerisce il nome stesso, sono esauribili. Questo significa che il loro utilizzo comporta una progressiva riduzione delle risorse naturali disponibili.

Ad esempio, l’uso del petrolio, del gas naturale e del carbone per scopi come il riscaldamento o la produzione di energia elettrica richiedono l’estrazione di materie prime portando al graduale esaurimento delle riserve disponibili.

Le fonti di energia non rinnovabili si esauriscono man mano che vengono consumate ed occorre impiegare ulteriori risorse per produrle nuovamente. Quindi hanno un impatto significativo sull’ecosistema e contribuiscono all’inquinamento.

Quali sono le fonti di energia non rinnovabili? Tra le principali fonti di energia non rinnovabili vi sono il petrolio, il gas naturale e il carbone.

Fonti di energia rinnovabili: vantaggi

L’utilizzo delle fonti rinnovabili comporta numerosi vantaggi che mettono in risalto il motivo per cui queste forme di energia stanno guadagnando sempre più rilevanza:

  • assenza di emissioni inquinanti: le fonti rinnovabili non producono emissioni inquinanti o gas serra che contribuiscono al cambiamento climatico;
  • inesauribilità e costante disponibilità: le fonti rinnovabili sono costantemente disponibili garantendo un approvvigionamento energetico continuo;
  • assenza del problema dello smaltimento dei rifiuti: le fonti rinnovabili non comportano il problema dello smaltimento di rifiuti pericolosi;
  • vantaggi economici: gli investimenti in queste tecnologie possono portare a significativi risparmi sui costi energetici a lungo termine;
  • efficienza energetica: le diverse fonti rinnovabili possono essere combinate e integrate in modo sinergico per migliorare l’efficienza energetica complessiva;
  • risparmio energetico: l’uso di fonti rinnovabili permette di ridurre sprechi di energia.

Fonti di energia rinnovabili in Italia

L’Italia ha mostrato progressi significativi nel settore delle energie rinnovabili, come indicato da un’analisi del GSE. Nel 2020, ha raggiunto la percentuale più alta di copertura da fonti energetiche pulite tra i principali Paesi UE.

Le fonti rinnovabili hanno contribuito al 38,1% della produzione elettrica, al 19,9% dei consumi termici e al 10,7% dei consumi nei trasporti. Il merito di questi dati è soprattutto di una avanzata notevole registrata nell’ultimo decennio, per effetto soprattutto della spinta delle rinnovabili come eolico e fotovoltaico.

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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