Le 10 fonti di energia rinnovabile

Esistono molte fonti di energia rinnovabile e considerate rispettose dell'ambiente e sfruttano i processi naturali. Queste fonti di energia forniscono un'alternativa fonte di energia "più pulita", contribuendo a negare gli effetti di certe forme di inquinamento. Tutte queste tecniche di generazione di energia possono essere descritte come rinnovabili poiché non stanno esaurendo alcuna risorsa per creare l'energia. Mentre ci sono molti progetti e produzioni di energia rinnovabile su larga scala, le tecnologie rinnovabili sono anche adatte a piccole applicazioni off-grid, a volte in aree rurali e remote, dove l'energia è spesso cruciale per lo sviluppo umano.

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Energia maremotrice

L'energia delle maree può essere generata in due modi: generatori di flusso di marea o generazione di sbarramento. La potenza creata dai generatori di marea è generalmente più rispettosa dell'ambiente e causa un impatto minore sugli ecosistemi stabiliti. Simile a una turbina eolica, molti generatori di flusso di marea ruotano sott'acqua ed è guidato dall'acqua densa che si muove rapidamente. Sebbene non ancora ampiamente utilizzata, l'energia delle maree ha un potenziale per la generazione futura di elettricità. Le maree sono più prevedibili dell'energia eolica e solare. Storicamente, sono stati utilizzati mulini a marea, sia in Europa che sulla costa atlantica degli Stati Uniti. I primi avvenimenti risalgono al Medioevo o addirittura ai tempi dei Romani. L'energia delle maree è l'unica forma di energia che deriva direttamente dai moti relativi del sistema Terra-Luna e, in misura minore, dal sistema Terra-Sole. Le forze di marea prodotte dalla Luna e dal Sole, in combinazione con la rotazione terrestre, sono responsabili della generazione delle maree. La compagnia britannica Lunar Energy ha annunciato che avrebbero costruito la prima fattoria al mondo di energia dalle maree al largo delle coste del Pembrokshire, nel Galles. Sarà la prima fattoria al mondo per l'energia delle maree e fornirà elettricità a 5.000 case. Otto turbine sottomarine, ognuna lunga 25 metri e alta 15 metri, devono essere installate sul fondo del mare al largo della penisola di St David. La costruzione dovrebbe iniziare nell'estate del 2008 e le turbine di energia delle maree proposte, descritte come "un parco eolico sotto il mare", dovrebbero essere operative entro il 2010.

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Potenza dell'onda

Il moto ondoso è il trasporto di energia da parte delle onde superficiali oceaniche e la cattura di quell'energia per svolgere un lavoro utile - ad esempio per la generazione di elettricità, la desalinizzazione dell'acqua o il pompaggio di acqua (nei serbatoi). L'energia delle onde può essere difficile da sfruttare a causa dell'imprevedibilità dell'oceano e della direzione delle onde. Le fattorie Wave sono state create e sono in uso in Europa, utilizzando i convertitori galleggianti Pelamis Wave Energy. La maggior parte dei sistemi di energia delle onde include l'uso di un dispositivo galleggiante galleggiante e genera energia attraverso un movimento a serpentina, o con un movimento meccanico dai picchi e dalle depressioni delle onde. Sebbene spesso mescolati, il potere delle onde è distinto dal flusso diurno delle maree e dal costante vortice delle correnti oceaniche. La generazione di energia ondulata non è attualmente una tecnologia commerciale ampiamente utilizzata, sebbene ci siano stati tentativi di utilizzarla almeno dal 1890. La prima azienda al mondo per le ondate commerciali si trova in Portogallo, presso l'Aguçadora Wave Park, costituito da tre dispositivi Pelamis da 750 kilowatt. Negli Stati Uniti, la Pacific Northwest Generating Cooperative sta finanziando la costruzione di un parco commerciale ad onde elettriche a Reedsport, in Oregon. Il progetto utilizzerà la tecnologia PowerBuoy Ocean Power Technologies che consiste in boe modulari e oceaniche. L'innalzamento e la caduta delle onde sposta la struttura a forma di boa creando energia meccanica che viene convertita in elettricità e trasmessa a terra su una linea di trasmissione sommersa. Una boa da 40 kW ha un diametro di 12 piedi (4 m) ed è lunga 52 piedi (16 m), con circa 13 piedi di unità che si alzano sopra la superficie dell'oceano. Usando il sistema di ormeggio a tre punti, sono progettati per essere installati da una a cinque miglia (8 km) al largo in acque profonde da 100 a 200 piedi (60 m).

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Energia solare

Fotovoltaico (PV) L'energia solare sta sfruttando l'energia solare per produrre elettricità. Una delle fonti energetiche in più rapida crescita, le nuove tecnologie si stanno sviluppando a un ritmo rapido. Le celle solari stanno diventando più efficienti, trasportabili e persino flessibili, consentendo una facile installazione. Il fotovoltaico è stato principalmente utilizzato per alimentare applicazioni di piccole e medie dimensioni, dalla calcolatrice alimentata da una singola cella solare a case off-grid alimentate da un array fotovoltaico. La crisi petrolifera del 1973 stimolò un rapido aumento della produzione di PV durante gli anni '70 e l'inizio degli anni '80. I prezzi del petrolio costantemente in calo durante i primi anni '80, tuttavia, hanno portato a una riduzione dei finanziamenti per la ricerca e sviluppo fotovoltaici e alla sospensione dei crediti fiscali associati alla legge sull'imposizione dell'energia del 1978. Questi fattori hanno ridotto la crescita a circa il 15% all'anno dal 1984 al 1996 Dalla metà degli anni '90, la leadership nel settore fotovoltaico è passata dagli Stati Uniti al Giappone e alla Germania. Tra il 1992 e il 1994 il Giappone ha aumentato i finanziamenti per la ricerca e lo sviluppo, stabilito le linee guida per la misurazione della rete e ha introdotto un programma di sussidi per incoraggiare l'installazione di sistemi fotovoltaici residenziali. Le installazioni solari negli ultimi anni hanno anche iniziato a espandersi in gran parte nelle aree residenziali, con i governi che offrono programmi di incentivi per rendere l'energia "verde" un'opzione economicamente più praticabile. In Canada il governo offre il programma RESOP (programma di offerta per le energie rinnovabili).

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Energia eolica

L'energia eolica è la conversione dell'energia eolica delle turbine eoliche in una forma utile, come elettricità o energia meccanica. I parchi eolici su larga scala sono tipicamente collegati alla rete di trasmissione di energia locale con piccole turbine utilizzate per fornire elettricità alle aree isolate. Le unità residenziali stanno entrando in produzione e sono in grado di alimentare grandi elettrodomestici a intere case a seconda delle dimensioni.I parchi eolici installati su terreni agricoli o aree di pascolo hanno uno dei più bassi impatti ambientali di tutte le fonti energetiche. Sebbene l'eolico produca solo circa l'1,5% dell'uso di elettricità a livello mondiale, sta crescendo rapidamente, raddoppiando nei tre anni tra il 2005 e il 2008. In diversi paesi ha raggiunto livelli relativamente elevati di penetrazione, pari a circa il 19% della produzione di elettricità in Danimarca , L'11% in Spagna e Portogallo e il 7% in Germania e Repubblica d'Irlanda nel 2008. L'energia eolica è stata storicamente utilizzata direttamente per spingere le navi a vela o convertita in energia meccanica per pompare acqua o grano, ma l'applicazione principale del vento il potere oggi è la generazione di elettricità. A partire dal 2008, l'Europa è leader mondiale nello sviluppo dell'energia eolica offshore, a causa delle forti risorse eoliche e delle acque poco profonde nel Mare del Nord e nel Mar Baltico, e dei limiti su località adatte a terra a causa della densa popolazione e degli attuali sviluppi. La Danimarca ha installato i primi parchi eolici offshore, e per anni è stato il leader mondiale nell'eolico offshore fino a quando il Regno Unito ha conquistato la leadership nell'ottobre 2008. Altri grandi mercati per l'energia eolica, tra cui Stati Uniti e Cina, si sono concentrati prima - le risorse eoliche di terra dove i costi di costruzione sono più bassi (come nelle Grandi Pianure degli Stati Uniti e nelle steppe dello Xinjiang e della Mongolia Interna in Cina), ma i centri di popolazione lungo le coste in molte parti del mondo sono vicini a risorse eoliche offshore, che ridurrebbe i costi di trasmissione.

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Energia idroelettrica

L'energia idroelettrica è l'elettricità generata dall'idroelettrico, cioè la produzione di energia attraverso l'uso della forza gravitazionale di caduta o di scorrimento dell'acqua. È la forma più diffusa di energia rinnovabile. Una volta costruito un complesso idroelettrico, il progetto non produce rifiuti diretti. L'energia idroelettrica o micro-idroelettrica su piccola scala è stata una fonte di energia alternativa sempre più popolare, specialmente in aree remote dove altre fonti di energia non sono vitali. I sistemi idroelettrici su piccola scala possono essere installati in piccoli fiumi o torrenti con scarso o nullo effetto ambientale o interruzione della migrazione dei pesci. La maggior parte dei sistemi idroelettrici su piccola scala non fanno uso di una diga o di una maggiore deviazione dell'acqua, ma piuttosto usano ruote idrauliche per generare energia. Si trattava di circa il 19% dell'elettricità mondiale (in aumento dal 16% nel 2003) e rappresentava oltre il 63% dell'elettricità da fonti rinnovabili. Mentre molti progetti idroelettrici forniscono reti elettriche pubbliche, alcuni sono creati per servire specifiche imprese industriali. Progetti idroelettrici dedicati sono spesso costruiti per fornire la notevole quantità di energia elettrica necessaria per gli impianti elettrolitici in alluminio, ad esempio. Negli altopiani scozzesi ci sono esempi a Kinlochleven e Lochaber, costruiti durante i primi anni del 20 ° secolo. La Grand Coulee Dam, da tempo la più grande del mondo, è passata a sostenere l'alluminio Alcoa a Bellingham, Washington per gli aerei americani della Seconda Guerra Mondiale, prima di poter fornire l'irrigazione e il potere ai cittadini (oltre alla potenza dell'alluminio) dopo la guerra. In Suriname, il bacino idrico di Brokopondo è stato costruito per fornire energia elettrica all'industria dell'alluminio Alcoa. La centrale elettrica di Manapouri, in Nuova Zelanda, è stata costruita per fornire elettricità allo smelter di alluminio a Tiwai Point.

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Energia radiante

Questa energia naturale può produrre le stesse meraviglie dell'elettricità ordinaria a meno dell'1% del costo. Tuttavia, non si comporta esattamente come l'elettricità, il che ha contribuito al fraintendimento della comunità scientifica. La Comunità Methernitha in Svizzera ha attualmente 5 o 6 modelli funzionanti di dispositivi auto-funzionanti senza fili che sfruttano questa energia. Il trasmettitore ingranditore di Nikola Tesla, il dispositivo di energia radiante di T. Henry Moray, il motore EMA di Edwin Gray e la macchina Testatika di Paul Baumann funzionano tutti con energia radiosa. Questa forma di energia naturale può essere raccolta direttamente dall'ambiente o estratta dall'elettricità ordinaria mediante il metodo chiamato frazionamento. Uno dei primi telefoni wireless basati sull'energia radiante è stato inventato da Nikola Tesla. Il dispositivo utilizzava trasmettitori e ricevitori le cui risonanze erano sintonizzate sulla stessa frequenza, consentendo la comunicazione tra di loro. Nel 1916, raccontò un esperimento che aveva fatto nel 1896. Ricordò che "ogni volta che ricevevo gli effetti di un trasmettitore, uno dei modi più semplici [per rilevare le trasmissioni wireless] era applicare un campo magnetico alle correnti generate in un conduttore e quando l'ho fatto, la bassa frequenza ha dato note udibili. "

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Energia geotermica

L'energia geotermica è un modo molto potente ed efficiente per estrarre energia rinnovabile dalla terra attraverso processi naturali. Questo può essere eseguito su piccola scala per fornire calore per un'unità residenziale (una pompa di calore geotermica) o su una scala molto grande per la produzione di energia attraverso una centrale elettrica geotermica. È stato utilizzato per il riscaldamento e il bagno degli ambienti sin dall'antichità romana, ma ora è meglio conosciuto per la produzione di energia elettrica. L'energia geotermica è economica, affidabile ed ecocompatibile, ma in precedenza era limitata geograficamente alle aree vicine ai confini delle placche tettoniche. I recenti progressi tecnologici hanno notevolmente ampliato la portata e le dimensioni delle risorse vitali, in particolare per le applicazioni dirette come il riscaldamento domestico. Il più grande gruppo di centrali geotermiche al mondo si trova a The Geysers, un campo geotermico in California, negli Stati Uniti. A partire dal 2004, cinque paesi (El Salvador, Kenya, Filippine, Islanda e Costa Rica) generano oltre il 15% della loro elettricità da fonti geotermiche.L'energia geotermica non richiede carburante ed è quindi immune alle fluttuazioni del costo del carburante, ma i costi di capitale tendono ad essere elevati. La perforazione rappresenta la maggior parte dei costi degli impianti elettrici e l'esplorazione di risorse profonde comporta rischi finanziari molto elevati. L'energia geotermica offre un grado di scalabilità: un grande impianto geotermico può alimentare intere città, mentre le centrali elettriche più piccole possono fornire villaggi rurali o riscaldare singole case. L'elettricità geotermica è generata in 24 paesi in tutto il mondo e un numero di potenziali siti vengono sviluppati o valutati.

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biomassa

La biomassa, come fonte di energia rinnovabile, si riferisce al materiale biologico vivente e recentemente morto che può essere utilizzato come combustibile o per la produzione industriale. In questo contesto, la biomassa si riferisce alla materia vegetale coltivata per generare elettricità o produrre ad esempio rifiuti come alberi morti e rami, residui di legname e trucioli di biocarburanti, e comprende anche sostanze vegetali o animali utilizzate per la produzione di fibre, prodotti chimici o calore. Le biomasse possono anche contenere rifiuti biodegradabili che possono essere bruciati come combustibile. La biomassa industriale può essere coltivata da numerosi tipi di piante, tra cui miscanto, panico verga, canapa, mais, pioppo, salice, sorgo, canna da zucchero e una varietà di specie arboree, che vanno dall'eucalipto alla palma da olio (olio di palma). La particolare pianta utilizzata di solito non è importante per i prodotti finali, ma influenza la lavorazione della materia prima. La produzione di biomassa è un settore in crescita in quanto l'interesse per le fonti di combustibile sostenibili è in crescita. L'attuale industria di produzione di energia da biomassa commerciale negli Stati Uniti produce circa lo 0,5 percento della fornitura di elettricità negli Stati Uniti. Attualmente, la New Hope Power Partnership è la più grande centrale elettrica a biomassa del Nord America. La struttura riduce la dipendenza dal petrolio di oltre un milione di barili all'anno e riciclando canna da zucchero e rifiuti di legno, preserva lo spazio per le discariche nelle comunità urbane della Florida.

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Gas naturale compresso

Il gas naturale compresso (CNG) è un sostituto del combustibile fossile per benzina, diesel o propano. Sebbene la sua combustione produca gas serra, è un'alternativa più pulita dal punto di vista ambientale rispetto a questi combustibili, ed è molto più sicuro di altri combustibili in caso di fuoriuscita (il gas naturale è più leggero dell'aria e si disperde rapidamente una volta rilasciato). Il metano è utilizzato nelle tradizionali automobili a benzina con motore a combustione interna che sono state convertite in veicoli bi-fuel (benzina / metano). I veicoli a gas naturale sono sempre più utilizzati in Europa e in Sud America a causa dell'aumento dei prezzi della benzina. In risposta ai prezzi elevati del carburante e alle preoccupazioni ambientali, il metano sta iniziando a essere utilizzato anche in veicoli passeggeri leggeri e pick-up, camion di consegna medio-pesanti, autobus di transito, scuolabus e treni. L'Italia ha attualmente il maggior numero di veicoli a metano in Europa ed è il 4 ° paese al mondo per numero di veicoli a propulsione CNG in circolazione. Il Canada è un grande produttore di gas naturale, quindi ne consegue che il CNG è utilizzato in Canada come carburante per motori economici. L'industria canadese ha sviluppato motori per autocarri e autobus alimentati a CNG, autobus di transito alimentati a metano, camion leggeri e taxi. Entrambe le stazioni di rifornimento di metano e propano non sono difficili da trovare nei centri principali. Durante gli anni '70 e '80, il CNG era comunemente usato in Nuova Zelanda sulla scia della crisi petrolifera, ma cadde in declino dopo che i prezzi della benzina si ritirarono.

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Energia nucleare

Il nucleare è una tecnologia nucleare progettata per estrarre energia utilizzabile dai nuclei atomici attraverso reazioni nucleari controllate. L'unico metodo oggi in uso è la fissione nucleare, sebbene altri metodi potrebbero un giorno includere la fusione nucleare e il decadimento radioattivo. Tutti i reattori su scala industriale riscaldano l'acqua per produrre vapore, che viene poi convertito in lavoro meccanico allo scopo di generare elettricità o propulsione. Nel 2007, il 14% dell'elettricità mondiale proveniva dall'energia nucleare, mentre gli Stati Uniti, la Francia e il Giappone insieme rappresentavano il 56,5% dell'elettricità generata dal nucleare. Ci sono 439 reattori nucleari in funzione nel mondo, che operano in 31 paesi. Secondo la World Nuclear Association, a livello globale nel corso degli anni '80, un nuovo reattore nucleare è iniziato in media ogni 17 giorni e entro il 2015 questo tasso potrebbe aumentare fino a uno ogni 5 giorni. Secondo una storia del 2007 trasmessa su 60 minuti, l'energia nucleare conferisce alla Francia l'aria più pulita di qualsiasi paese industrializzato e l'elettricità più economica in tutta Europa. La Francia rielabora le sue scorie nucleari per ridurne la massa e fare più energia. Il ritrattamento può potenzialmente recuperare fino al 95% del rimanente uranio e del plutonio nel combustibile nucleare esaurito, trasferendolo in un nuovo combustibile a ossidi misti. Ciò produce una riduzione della radioattività a lungo termine all'interno dei rifiuti residui, poiché si tratta di prodotti di fissione per lo più di breve durata e riduce il suo volume di oltre il 90%. La Francia è generalmente indicata come la riprogettatrice di maggior successo, ma attualmente ricicla solo il 28% (in massa) del consumo annuale di carburante, il 7% in Francia e un altro 21% in Russia.

I sostenitori dell'energia nucleare sostengono che l'energia nucleare è una fonte di energia sostenibile che riduce le emissioni di carbonio e aumenta la sicurezza energetica diminuendo la dipendenza dal petrolio straniero. I sostenitori sottolineano inoltre che i rischi di immagazzinare rifiuti sono piccoli e possono essere ulteriormente ridotti utilizzando la tecnologia più recente nei reattori più recenti, e il record di sicurezza operativa nel mondo occidentale è eccellente rispetto agli altri principali tipi di centrali elettriche. I critici ritengono che l'energia nucleare sia una fonte di energia potenzialmente pericolosa, con una proporzione decrescente di energia nucleare nella produzione di energia, e si contesta se i rischi possano essere ridotti attraverso la nuova tecnologia. I fautori avanzano l'idea che l'energia nucleare non produca praticamente alcun inquinamento atmosferico, in contrasto con la principale alternativa valida del combustibile fossile.I fautori sottolineano inoltre che l'energia nucleare è l'unica strada percorribile per raggiungere l'indipendenza energetica per la maggior parte dei paesi occidentali. I critici sottolineano la questione dello stoccaggio di scorie radioattive, la storia e il continuo potenziale di contaminazione radioattiva per incidente o sabotaggio, la storia e la continua possibilità di proliferazione nucleare e gli svantaggi della produzione centralizzata di elettricità.

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