Cosa è la generazione di energia elettrica

Cos'è la generazione di energia elettrica?

Definizione di generazione di energia

Il sistema energetico ha tre parti principali: generazione, trasmissione e distribuzione. Questo articolo si concentra sulla generazione di energia, dove una forma di energia viene convertita in energia elettrica. L'energia elettrica è prodotta da varie fonti naturali.

 Le fonti di energia sono classificate in rinnovabili e non rinnovabili. Attualmente, la maggior parte dell'energia elettrica è generata da fonti non rinnovabili come carbone, petrolio e gas naturale.

 Tuttavia, le fonti non rinnovabili sono limitate. Dobbiamo utilizzarle con cura e cercare alternative o fonti rinnovabili.

 Le fonti rinnovabili includono solare, eolico, idrico, mareomotore e biomassa. Queste sono risorse amichevoli per l'ambiente, gratuite e illimitate. Impariamo di più su queste fonti rinnovabili.

 Fonti rinnovabili

Le fonti rinnovabili come solare, eolico, idrico, mareomotore e biomassa sono amichevoli per l'ambiente e illimitate.

 Generazione di energia solare

L'energia solare è un'ottima alternativa per la generazione di energia. Ci sono due modi principali per generare elettricità dalla luce del sole.

 Possiamo creare elettricità direttamente utilizzando celle fotovoltaiche (PV). La cella fotovoltaica è composta di silicio. Molte celle sono connesse in serie o in parallelo per formare un pannello solare.

Possiamo produrre calore (termico solare) con l'aiuto di specchi esposti alla luce solare, e usiamo questo calore per convertire l'acqua in vapore. Questo vapore ad alta temperatura fa ruotare le turbine.

 Vantaggi del sistema di energia solare

• Il costo di trasmissione è zero per un sistema solare indipendente.

• Il sistema di generazione di energia solare è amichevole per l'ambiente.

• Il costo di manutenzione è basso.

• È una fonte ideale per località remote che non possono essere collegate alla rete.

Svantaggi del sistema di energia solare

• I costi iniziali sono elevati.

• Richiede una grande area per la produzione di massa.

• Il sistema di generazione di energia solare dipende dalle condizioni meteorologiche.

• L'archiviazione dell'energia solare (batteria) è costosa.

 Sistema di energia eolica

Le turbine eoliche vengono utilizzate per convertire l'energia eolica in energia elettrica. Il vento fluisce a causa dei cambiamenti di temperatura nell'atmosfera. Le turbine eoliche trasformano l'energia eolica in energia cinetica. L'energia cinetica rotante fa ruotare il generatore a induzione, che converte l'energia cinetica in energia elettrica.

Vantaggi del sistema di energia eolica

• L'energia eolica è una fonte illimitata, gratuita e pulita di energia.

• Il costo operativo è quasi zero.

• Un sistema di generazione di energia eolica può produrre energia in località remote.

Svantaggi del sistema di energia eolica

• Non può produrre la stessa quantità di elettricità in ogni momento.

• Ha bisogno di un'ampia area aperta.

• Produce rumore.

• Il processo di costruzione di una turbina eolica è costoso.

• Fornisce una produzione di elettricità inferiore.

• Costituisce una minaccia per gli uccelli in volo.

Sistema di energia idrica

L'energia ottenuta dall'acqua dei fiumi o degli oceani è chiamata energia idrica. Le centrali idroelettriche funzionano in base agli effetti gravitazionali. Qui si immagazzina l'acqua in una diga o in un serbatoio. Quando lasciamo cadere l'acqua, il suo movimento mentre scorre verso il penstock genera energia cinetica che fa ruotare le turbine.

 Vantaggi del sistema di energia idrica

• Può essere utilizzato immediatamente.

• Dopo questo processo, l'acqua può essere utilizzata per l'irrigazione e altri scopi.

• Le dighe sono progettate per un periodo prolungato e quindi possono contribuire alla generazione di energia elettrica per molti anni.

• I costi di funzionamento e manutenzione sono bassi.

• Non è necessario il trasporto di combustibile.

Svantaggi del sistema di energia idrica

• Il costo iniziale di una centrale idroelettrica è elevato.

• Le centrali idroelettriche si trovano in zone montagnose, molto lontane dal carico. Quindi, richiedono una linea di trasmissione lunga.

• La costruzione delle dighe può allagare città e paesi.

• È anche dipendente dalle condizioni meteorologiche.

Energia da carbone e nucleare

Sistema di energia da carbone

Una centrale termoelettrica produce elettricità bruciando carbone nella caldaia. Il calore viene utilizzato per convertire l'acqua in vapore. Questo vapore ad alta pressione e alta temperatura, fluendo nella turbina, fa ruotare un generatore per produrre energia elettrica.

Dopo aver passato la turbina, il vapore si raffredda in un condensatore e viene riutilizzato nella caldaia per generare nuovamente vapore. La centrale termoelettrica funziona secondo il ciclo Rankine.

 Vantaggi del sistema di energia da carbone

• Il carbone è economico.

• Ha un costo iniziale inferiore rispetto alle centrali a energia rinnovabile.

• Richiede meno spazio di una centrale idroelettrica.

• Si può costruire una centrale termoelettrica in qualsiasi luogo, poiché il carbone può essere trasportato alla centrale indipendentemente dalla sua ubicazione.

• La costruzione e la messa in servizio di centrali termoelettriche richiedono meno tempo rispetto a una centrale idroelettrica.

Svantaggi del sistema di energia da carbone

• Il carbone è una fonte di energia non rinnovabile.

• Il costo operativo è elevato e variabile in base al prezzo del combustibile.

• Inquina l'atmosfera a causa del fumo e dei gas.

• Richiede una grande quantità di acqua.

Sistema di energia nucleare

Il funzionamento della centrale nucleare è quasi lo stesso di una centrale termoelettrica. In una centrale termoelettrica, il carbone viene utilizzato nella caldaia per produrre calore.

In una centrale nucleare, l'uranio viene utilizzato nel reattore nucleare per generare calore. In entrambe le centrali, l'energia termica viene convertita in energia elettrica.

1 kg di uranio può produrre energia equivalente a quella prodotta dalla combustione di 4500 tonnellate di carbone o 2000 tonnellate di petrolio.

 Vantaggi del sistema di energia nucleare

• Richiede meno spazio rispetto a una centrale termoelettrica e a una centrale idroelettrica.

• Può produrre un'eccezionale quantità di energia elettrica da una singola centrale.

• Non emette CO2.

• Una centrale nucleare richiede una piccola quantità di combustibile.

 Svantaggi del sistema di energia nucleare

• Ha un alto costo iniziale di costruzione.

• Ha costi operativi e di manutenzione elevati.

• Produce rifiuti radioattivi.

• Ha un alto rischio di radioattività ed esplosioni.