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Impianto termodinamico solare che concentra il calore, alternativa al nucleare, funzionante h24.

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Per abbattere i costi energetici la politica sta rinserendo  il nucleare dopo un referendum che bocciava il nucleare per i suoi effetti sull'ambiente e sull'uomo. Potremmo produrre energia elettrica a buon costo con il termodinamico solare che consiste nell'immagazzinare il calore in serbatoi coibentati dove la temperatura arriva a 400 gradi e oltre , impiegata per azionare turbine che alimentano alternatore in 24 ore.
In particolari tubi circolano dei sali fusi che captano il calore e lo inviano tramite scambiatore a un serbatoio coibentato che poi fornisce il calore per produrre vapore che fa girare una turbina che azione un alternatore producendo energia elettrica. Si tratta di energia pulita i cui impianti esistono da tempo che non producono scorie e andrebbero bene in Africa nel deserto del Sahara. 
 
Sopra Centrale solare a specchi con torre centrale Solucar PS10
                                                                                          Termodinamica solare: trattazione approfondita  Teoria
 
 
1. Che cos’è la termodinamica solare
 
La termodinamica solare studia la conversione dell’energia della radiazione solare in altre forme di energia, principalmente:
calore, nei sistemi solari termici;lavoro meccanico, attraverso cicli termodinamici alimentati dal calore solare;elettricità, direttamente tramite celle fotovoltaiche oppure indirettamente mediante impianti solari termodinamici;combustibili o prodotti chimici, attraverso processi termo-chimici.
 
L’obiettivo fondamentale è determinare:
 
1.quanta energia solare può essere convertita;
2.con quale efficienza;
3.quali sono le perdite inevitabili;
4.come progettare collettori, ricevitori, accumuli e cicli termodinamici più efficaci.
 
È importante distinguere:
 
energia: misura quantitativa della capacità di compiere lavoro;
energia: parte dell’energia effettivamente convertibile in lavoro utile;entropia: misura della degradazione dell’energia e dell’irreversibilità dei processi.
 
 
 
2. Il Sole come sorgente termodinamica
 
 
2.1 Origine dell’energia solare
 
L’energia del Sole deriva principalmente dalla fusione nucleare dell’idrogeno in elio nel nucleo solare:
 
 
4\,^1\mathrm{H} 
ightarrow \, ^4\mathrm{He} + 2e^+ + 2
u_e + \gamma
 
 
Una piccola parte della massa iniziale viene convertita in energia secondo:
 
 
E=mc^2
 
 
Il Sole emette energia sotto forma di radiazione elettromagnetica. La potenza irradiata complessiva è la luminosità solare:
 
 
L_\odot \approx 3{,}83 imes 10^{26}\ \mathrm{W}
 
 
Alla distanza media Terra-Sole, la potenza ricevuta per unità di superficie su un piano perpendicolare ai raggi solari è circa:
 
 
G_\mathrm{sc}\approx 1361\ \mathrm{W/m^2}
 
 
Questo valore è chiamato irradianza solare extraterrestre o, tradizionalmente, costante solare.
 
 
 
2.2 Approssimazione del corpo nero
 
Il Sole può essere approssimato come un corpo nero alla temperatura efficace:
 
 
T_\odot \approx 5778\ \mathrm{K}
 
 
Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, la potenza radiativa emessa da una superficie nera è:
 
 
E_b=\sigma T^4
 
 
dove:
 
 
\sigma=5{,}670 imes10^{-8}\ \mathrm{W\,m^{-2}\,K^{-4}}
 
 
La distribuzione spettrale dell’emissione è descritta dalla legge di Planck:
 
 
E_{\lambda,b}(T)=
\frac{2\pi hc^2}{\lambda^5}
\frac{1}{\exp\left(\frac{hc}{\lambda kT}
ight)-1}
 
E_{\lambda,b}(T)=
\frac{2\pi hc^2}{\lambda^5}
\frac{1}{\exp\left(\frac{hc}{\lambda kT}
ight)-1}
 
 
La lunghezza d’onda alla quale l’emissione è massima è data dalla legge di Wien:
 
 
\lambda_\mathrm{max}T=b
 
 
con:
 
 
b\approx2{,}898 imes10^{-3}\ \mathrm{m\,K}
 
 
Per il Sole:
 
 
\lambda_\mathrm{max}\approx
\frac{2{,}898 imes10^{-3}}{5778}
\approx 0{,}50\ \mu\mathrm{m}
 
 
Il massimo dell’energia solare si trova quindi nella regione visibile dello spettro.
 
 
 
3. Energia ed exergia della radiazione solare
 
 
3.1 Perché l’energia non è sufficiente
 
La prima legge della termodinamica impone la conservazione dell’energia:
 
 
\Delta U=Q-W
 
 
Tuttavia, non tutta l’energia solare può essere trasformata in lavoro. La seconda legge stabilisce che ogni trasformazione reale genera entropia:
 
 
S_\mathrm{gen}\geq0
 
 
Per valutare la qualità dell’energia si usa l’exergia, cioè il massimo lavoro utile ottenibile portando il sistema all’equilibrio con l’ambiente.
 
La radiazione solare possiede una exergia molto elevata perché proviene da una sorgente a temperatura apparente molto più alta di quella ambiente.
 
 
 
3.2 Limite di Petela
 
Per la radiazione proveniente da una sorgente solare assimilata a un corpo nero, il rapporto tra exergia radiativa ed energia radiativa è approssimativamente:
 
 
\psi_\mathrm{rad}
=
1-\frac{4}{3}\frac{T_0}{T_\odot}
+\frac{1}{3}\left(\frac{T_0}{T_\odot}
ight)^4
 
\psi_\mathrm{rad}
=
1-\frac{4}{3}\frac{T_0}{T_\odot}
+\frac{1}{3}\left(\frac{T_0}{T_\odot}
ight)^4
 
 
dove:
 
T_0 è la temperatura ambiente;T_\odot è la temperatura solare.
 
Assumendo:
 
 
T_0\approx300\ \mathrm{K}
 
 
si ottiene un rendimento exergetico massimo dell’ordine del:
 
 
\psi_\mathrm{rad}\approx93\%
 
 
Questo non significa che un impianto reale possa convertire il 93% della radiazione in lavoro. È un limite teorico che considera soltanto alcune condizioni ideali.
 
Le perdite effettive comprendono:
 
dispersioni ottiche;emissione termica;conduzione;convezione;irreversibilità degli scambi termici;perdite meccaniche;perdite nel generatore elettrico;perdite nei sistemi di accumulo e trasporto.
 
 
 
4. Prima e seconda legge applicate al solare
 
 
4.1 Prima legge
 
Per un volume di controllo in regime stazionario:
 
 
\dot Q-\dot W+
\sum \dot m_\mathrm{in}h_\mathrm{in}
-
\sum \dot m_\mathrm{out}h_\mathrm{out}
=0
 
 
Nel caso di un collettore solare termico, si può scrivere:
 
 
\dot Q_\mathrm{utile}
=
\dot Q_\mathrm{solare,assorbita}
-
\dot Q_\mathrm{perdite}
 
 
Per un sistema di generazione elettrica:
 
 
\dot W_\mathrm{elettrica}
=
\eta_\mathrm{impianto}\dot Q_\mathrm{solare}
 
 
dove \eta_\mathrm{impianto} include le efficienze ottica, termica, meccanica ed elettrica.
 
 
 
4.2 Seconda legge
 
Il bilancio entropico generale è:
 
 
\frac{dS_\mathrm{CV}}{dt}
=
\sum \frac{\dot Q_j}{T_j}
+
\sum \dot m_\mathrm{in}s_\mathrm{in}
-
\sum \dot m_\mathrm{out}s_\mathrm{out}
+
\dot S_\mathrm{gen}
 
 
con:
 
 
\dot S_\mathrm{gen}\ge0
 
 
La distruzione di exergia è legata alla generazione di entropia dalla relazione di Gouy-Stodola:
 
 
\dot E_{D}=T_0\dot S_\mathrm{gen}
 
 
dove \dot E_D è la exergia distrutta.
 
Questa relazione è molto utile nel progetto perché permette di individuare dove si perde maggiormente la qualità dell’energia.
 
 
 
5. Trasferimento radiativo tra Sole, atmosfera e collettore
 
 
5.1 Radiazione solare extraterrestre
 
La potenza intercettata da una superficie di area A perpendicolare ai raggi solari è:
 
 
\dot Q_\mathrm{inc}=G_\mathrm{sc}A
 
 
Per una superficie inclinata, idealizzando i raggi diretti:
 
 
\dot Q_\mathrm{inc}=G_\mathrm{bn}A\cos heta
 
 
dove:
 
G_\mathrm{bn} è l’irradianza normale diretta; heta è l’angolo di incidenza.
 
L’atmosfera attenua la radiazione attraverso:
 
assorbimento da parte di ozono, vapor d’acqua e anidride carbonica;diffusione molecolare di Rayleigh;diffusione da aerosol e particelle;riflessione e assorbimento da parte delle nubi.
 
 
 
5.2 Radiazione diretta, diffusa e riflessa
 
L’irradiazione globale su una superficie è:
 
 
G_\mathrm{globale}
=
G_\mathrm{diretta}
+
G_\mathrm{diffusa}
+
G_\mathrm{riflessa}
 
 
Per un collettore a concentrazione, la componente più importante è quella diretta normale. I collettori non concentratori, invece, possono sfruttare anche una parte della radiazione diffusa.
 
 
 
5.3 Angolo di incidenza
 
L’energia raccolta dipende da:
 
 
\cos heta
 
 
Quando la radiazione colpisce il collettore obliquamente, l’area apparente intercettata diminuisce.
 
Nei sistemi reali l’effetto è descritto dal modificatore dell’angolo di incidenza, spesso indicato come:
 
 
K( heta)
 
 
La potenza utile può quindi essere modellata come:
 
 
\dot Q_u
=
A_cG_b\eta_\mathrm{ottica}K( heta)
-
\dot Q_\mathrm{perdite}
 
Da approfondire
 
Giuseppe
Supersapiens.it   Promozione Sviluppo Globale Benessere
 
 
 

Confronto fra batterie al piombo e al Litio da impiegare negli impianti fotovoltaici. Caratteristiche per un buon funzionamento delle batterie.

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Gli impianti fotovoltaici funzionano solo nelle ore diurne e sono sensibili ai giorni nuvolosi e alle polveri per cui bisogna tenerli puliti e se si vuole una erogazione continua di energia senza interruzione l'impianto fotovoltaico deve avere un pacco batterie di accumulo adeguato.

Ecco un confronto pratico e diretto tra batterie al piombo (PbA) e batterie al litio — focalizzato sull’impiego in impianti fotovoltaici.

1) Chimica e tipi comuni
PbA: piombo-acido tradizionali (allagato/flooded), gel, AGM (stazionarie/deep-cycle), e batterie tubolari.
Litio: soprattutto LiFePO4 (fosfato di ferro-litio) per fotovoltaico (maggiore sicurezza e lunga durata). Altri litio (NMC, etc.) si usano più in ambito auto.

2) Densità energetica (ingombro/peso)
PbA: bassa — tipicamente ~30–50 Wh/kg. Occupano più spazio e sono più pesanti.
Litio: alta — tipicamente ~90–260 Wh/kg (LiFePO4 verso il basso dell’intervallo); ingombro e peso molto inferiori.

3) Profondità di scarica (DoD) utilizzabile
PbA: 30–50% consigliato per lunga vita (alcuni modelli “deep-cycle” arrivano al 50–80% ma a costo di cicli ridotti).
Litio: tipicamente 80–95% utilizzabile senza grossa perdita di vita.

4) Cicli di vita (numero di cicli a una DoD tipica)
PbA: in genere poche centinaia fino ~1.000 cicli (varia molto con tipo e DoD).
Litio (LiFePO4): migliaia di cicli — tipicamente 2.000–6.000 o più a DoD elevata; alcuni produttori dichiarano >10.000 in condizioni ottimizzate.

5) Efficienza energetica (round-trip)
PbA: circa 70–85%.
Litio: 90–98% (meno perdite durante carica/scarica).

6) Velocità di carica / scarica
PbA: cariche più lente; cariche rapide riducono la vita (spesso C/10 o meno raccomandato).
Litio: accettano correnti di carica/scarica molto maggiori (0,5–1C o anche più, a seconda del progetto).

7) Temperatura di funzionamento
PbA: sensibili al caldo (riduzione vita) ma caricano relativamente bene a basse temperature (ma prestazioni minori).
Litio: buona tolleranza al caldo (LiFePO4), ma attenzione alla ricarica sotto 0 °C (alcuni pacchi richiedono riscaldamento interno o limitazione della carica).

8) Manutenzione e installazione
PbA allagata: richiedono manutenzione (livello acqua, ventilazione per gas). AGM/gel sono “maintenance-free” ma comunque pesanti e richiedono spazio/ventilazione per sicurezza.
Litio: quasi zero manutenzione; richiedono BMS (battery management system) integrato per sicurezza e bilanciamento.

9) Sicurezza e rischio
PbA: consolidata e relativamente sicura ma contiene piombo e in alcuni tipi produce gas.
Litio: LiFePO4 è molto stabile e presenta basso rischio di incendio rispetto ad altre chimiche litio; comunque richiede BMS e protezioni.

10) Impatto ambientale e riciclo
PbA: piombo è tossico ma il riciclo è maturo e con tassi di recupero molto alti (molto riciclate).
Litio: riciclo in crescita ma meno diffuso; produzione richiede minerali critici (litio, cobalto in alcuni tipi). LiFePO4 contiene meno elementi problematici.

11) Costo (capex) e costo totale di possesso (LCOE)
PbA: costo iniziale più basso per kWh installato.
Litio: costo iniziale più alto, ma durata maggiore, efficienza superiore e maggiore DoD riducono il costo per kWh immagazzinato su tutta la vita (spesso più economico sul lungo periodo).

12) Compatibilità con inverter/gestione
PbA: molti inverter/charge controller prevedono profili per PbA; attenzione alla corretta regolazione di carica (bulk/absorption/float).
Litio: richiedono profili di carica diversi (tensioni e curve diverse) e idealmente comunicazione con il BMS/inverter per ottimizzare prestazioni e sicurezza.

13) Quando scegliere cosa (linee guida pratiche)
Scegli PbA se: budget iniziale molto limitato, uso saltuario o backup poco frequente, spazio e peso non critici, e vuoi soluzione semplice/collaudata.
Scegli Litio (LiFePO4) se: cerchi durata elevata, spazio/peso ridotti, frequenti cicli giornalieri (es. off-grid o accumulo continuo), maggiore efficienza e minori costi operativi a lungo termine.

14) Esempio numerico molto semplice (orientativo)
Se usi spesso la batteria (cicli giornalieri), una batteria litio con durata 4–6k cicli può durare decenni; una PbA con 500 cicli potrebbe durare 1–3 anni. Quindi il maggior costo iniziale del litio viene spesso ripagato in 3–7 anni (dipende da prezzo, tariffe, uso).

15) Considerazioni pratiche per progettazione
Definisci: energia richiesta (kWh), potenza di picco (kW), DoD desiderato, autonomia in giorni, spazio e peso disponibili, temperatura ambiente, budget e manutenzione possibile.
Assicurati che inverter/charge controller supportino la chimica scelta e possano comunicare col BMS (per litio).
Valuta garanzie del produttore (cicli e capacità residua) e certificazioni.

Ecco spiegazioni chiare e pratiche di DoD e BMS, con esempi applicati a sistemi fotovoltaici.
 
DoD — Depth of Discharge (profondità di scarica)
Che cos’è: percentuale dell’energia immagazzinata in una batteria che è stata effettivamente scaricata rispetto alla sua capacità nominale.
Relazione con SoC: DoD = 100% − SoC. Se la batteria è al 100% di SoC, DoD = 0%. Se la batteria è stata scaricata fino al 20% di SoC, DoD = 80%.
Perché conta: la DoD usata regolarmente influisce molto sulla durata in cicli della batteria. Scaricare molto la batteria (alta DoD) riduce i cicli utili; scaricare meno (bassa DoD) aumenta la vita utile.
Valori tipici consigliati:
Piombo‑acido (deep‑cycle): DoD raccomandata 30–50% per vita lunga; usare spesso DoD >50% riduce sensibilmente i cicli.
LiFePO4 (litio più usato in FV): DoD raccomandata 80–95% (molto più tollerante a DoD profonde).
Esempio pratico (calcolo semplice): se hai un banco da 3,5 kWh e vuoi limitare la DoD al 80% (non scendere sotto il 20% SoC), energia utilizzabile ≈ 3 500 Wh × 0.80 = 2 800 Wh. Se il carico giornaliero è 10 000 Wh, quel banco basta per ~0,28 giorni.
Note progettuali: quando dimensioni un banco batterie per un’autonomia desiderata devi dividere l’energia utile richiesta per la DoD selezionata (e considerare efficienze e perdite).
 
BMS — Battery Management System (sistema di gestione batteria)
Che cos’è: elettronica (hardware + firmware) che monitora, protegge e gestisce un pacco di celle a litio. È obbligatorio su pacchi litio seri: coordina la sicurezza e ottimizza durata/prestazioni.
Funzioni principali:
Protezioni: interrompe carica/scarica in caso di sovra/sottotensione di cella, sovracorrente, cortocircuito, eccesso di temperatura.
Bilanciamento celle (cell balancing): equalizza le tensioni delle singole celle o dei gruppi (sotto‑stack) per mantenere capacità uniforme e massimizzare vita e capacità utile. Può essere passivo (dissipa energia) o attivo (trasferisce energia tra celle).
Misura e stima SOC/SOH: stima lo stato di carica (SoC) e lo stato di salute (SoH) per reporting e log.
Comunicazione: interfaccia con inverter/charger/EMS (CAN, RS485, Modbus, Bluetooth) per scambio dati e comandi (es.: interrompere carica se temperatura bassa, segnalare all’inverter la curva di carica corretta).
Gestione temperatura: lettura sensori e, se presente, controllo riscaldamento/ventilazione per sicurezza e carica a basse temperature.
Protezione cella singola: impedisce che singole celle vadano oltre limiti operativi, prevenendo degradazione o eventi termici.
Perché è cruciale nei sistemi fotovoltaici:
I pacchi Li richiedono limiti di tensione di carica/scarica precisi e bilanciamento per durare; un BMS corretto evita sovraccarichi e scariche profonde locali.
Permette all’inverter/MPPT di adattarsi (ad es. usare profili di carica ottimali per LiFePO4) e fornisce telemetria utile per manutenzione e warranty.
Caratteristiche da verificare quando compri un pacco litio:
Protezioni per tensione cella, corrente di carica e scarica massima, e range di temperatura di lavoro (e se ha riscaldamento interno per carica sotto 0 °C).
Capacità di bilanciamento e tipo (passivo/attivo).
Interfacce di comunicazione (CAN/Modbus/Bluetooth) compatibili con inverter o supervisore.
Limiti di corrente continui e di picco (C-rate) conformi al carico dell’impianto.
Funzioni di logging, allarmi e possibilità di aggiornamento firmware.
Esempio pratico operativo: senza BMS ben dimensionato, una cella potrebbe scendere sotto soglia mentre il pacco sembra avere ancora carica — questo danneggia quella cella e riduce rapidamente capacità complessiva. Il BMS impedisce che questo accada interrompendo la scarica o bilanciando le celle.
 
Brevi raccomandazioni pratiche
Se scegli LiFePO4 per fotovoltaico, assicurati che il pacco abbia BMS integrato con comunicazione verso l’inverter/MPPT (es. via CAN). Questo permette cariche corrette e sfruttamento sicuro della DoD (es. uso regolare fino all’80–90% senza danneggiare le celle).
Imposta le soglie e i limiti del sistema (tensioni di fine carica/stop scarica, correnti massime) secondo le raccomandazioni del produttore della batteria/BMS e dell’inverter.
Documenta SoC e DoD pensati nel progetto: es. “dimensionamento per autonomia 1 giorno, DoD massima 80%, efficienza sistema 90%” — e usa questi parametri nei calcoli.
 
Per approfondire, posso:
calcolare la capacità del banco (Ah a 24 V) per una DoD specifica che preferisci, oppure
suggerire impostazioni tipiche di tensione (float/absorption/stop) per LiFePO4 su inverter comuni (indicando anche le tensioni esatte) — dimmi se vuoi valori numerici per un modello specifico o per regole generali.
 
 
 

 

 

Produrre energia elettrica dallo spazio 24 ore al giorno senza condizioni meteorologiche avverse.

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La situazione globale instabile prodotta dalla politica di Trump soprattutto dopo l'attacco non dichiarato all'Iran che ha bloccato il trasferimento di prodotti petroliferi dalla stretto di Hormuz facendo salire il costo dei carburanti con conseguente rischio inflazione se la situazione si potrarrà per lungo tempo. Avere energia elettrica , a buon prezzo dal sole potrebbe essere una soluzione. A questo sta provvedendo il programma Catlok tra gli altri.

Una rivoluzione energetica sta prendendo forma nei cieli sopra di noi, grazie a un’azienda britannica che sta trasformando ciò che un tempo era considerato fantascienza in una concreta realtà tecnologica. Space Solar, fondata nel 2022 e con sede a Harwell Science and Innovation Campus nell’Oxfordshire, sta sviluppando un sistema innovativo per raccogliere energia solare direttamente dallo spazio e trasmetterla sulla Terra senza l’utilizzo di cavi.

Il cuore dell’innovazione di Space Solar è il satellite CASSIOPeiA (Constant Aperture Solid State Integrated Orbital Phased Array), un sistema rivoluzionario progettato per catturare e trasmettere energia solare dallo spazio alla Terra in modo continuo ed efficiente. Questo satellite, con un diametro di 1,7 km e una lunghezza di 4 km, è composto da centinaia di migliaia di moduli di potenza integrati che includono sia fotovoltaici che elettronica per la trasmissione wireless di energia.

Il satellite, posizionato in orbita geostazionaria a circa 36.000 km dalla Terra, è dotato di grandi pannelli solari leggeri e un sistema di specchi che riflettono e concentrano la luce solare sui pannelli. L’elettricità generata viene poi convertita in onde radio ad alta frequenza (microonde) e trasmessa verso un’antenna rettificante (una ‘rectenna’) a terra, che converte le onde elettromagnetiche in elettricità utilizzabile.

Il potenziale di questa tecnologia è straordinario: un pannello solare nello spazio può generare fino a 13 volte più energia rispetto allo stesso pannello sulla Terra. Questo perché nello spazio non ci sono notte, condizioni meteorologiche avverse o atmosfera che possano interferire con la raccolta dell’energia solare.

Il satellite, posizionato in orbita geostazionaria a circa 36.000 km dalla Terra, è dotato di grandi pannelli solari leggeri e un sistema di specchi che riflettono e concentrano la luce solare sui pannelli. L’elettricità generata viene poi convertita in onde radio ad alta frequenza (microonde) e trasmessa verso un’antenna rettificante (una ‘rectenna’) a terra, che converte le onde elettromagnetiche in elettricità utilizzabile.

Il potenziale di questa tecnologia è straordinario: un pannello solare nello spazio può generare fino a 13 volte più energia rispetto allo stesso pannello sulla Terra. Questo perché nello spazio non ci sono notte, condizioni meteorologiche avverse o atmosfera che possano interferire con la raccolta dell’energia solare.

L’irradiazione solare nello spazio è di circa 1.366 watt per metro quadrato, mentre sulla Terra è tipicamente intorno ai 1.000 watt per metro quadrato in condizioni ideali. Inoltre, mentre i sistemi solari terrestri operano solo per una frazione della giornata, i sistemi spaziali ricevono luce solare quasi costante, garantendo una produzione energetica ininterrotta.

Un recente traguardo significativo per Space Solar è stato il successo nei test del dimostratore tecnologico HARRIER, che rappresenta il primo sistema al mondo di trasmissione wireless di energia a 360 gradi. Questa tecnologia innovativa consente la trasmissione di energia in tutte le direzioni senza la necessità di parti mobili, garantendo un’affidabilità e prestazioni senza precedenti.

Giuseppe 

divulgatore scientifico

Sypersapiens.it  Promozione Sviluppo Globale Benessere

 

 

 

 

 

 

 

Come funziona un Impianto di distribuzione energia elettrica nel territorio. Centrali Termoelettriche a idrogeno

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L'energia elettrica viene prodotta dalle centrali elettriche che possono essere idroelettriche termoelettriche che producono E.E bruciando  olio combustibile o gas, e, a queste si aggiungono le centrali nucleari a fissione nucleare e domani le centrali nucleare a fusione nucleare che a differenza delle prime non producono scorie radioattive nocive alla salute. Le centrali idroelettriche di cui si è parlato dipendono dalla configurazione del terreno e si sfrutta il salto dell'acqua che viene portata alla turbina che girando poi l'alternatore produce E.E. alternata 50Hz. Questa tensione viene poi opportunamente elevata con trasformatori elevatori e trasferita all'utenza 220 Volt 50Hz, tramite cabine elettriche d'arrivo dove c'è  un trasformatore riduttore con primario a triangolo e secondario a stella sa cui parte la trifase 380 volt e la monofase 220V. La linea elettrica nel territorio è caratterizzata da un equilibrio tra la potenza prodotta dalle centrali e quella richiesta dall'utenza. Se la potenza richiesta dalla utenza dovesse essere maggiore di quella prodotta dalle centrali il sistema va in black out e a seconda del quale si possono avere interruzioni di molte ore dipende dal black out. Quest'ultimo è favorito da maggiori richieste di energia elettrica rispetto al passato per l'utilizzo di climatizzatori in estate e in inverno. Il rischio futuro di black out credo che aumenterà per la carenza di gas. Infatti abbiamo parlato di centrali idroelettriche. termoelettriche e nucleari. Ogni centrale può fornire una potenza massima, potenza che può variare in base alle richieste dell'utenza. Se arrivasse meno gas i rischi di gas aumenterebbero considerevolmente nonostante la linea elettrica è interconnessa in tutta Europa. L'energia elettrica mancante potrebbe essere fornita dalla Francia a cui dovremo pagare l'energia elettrica utilizzata salvo interruzioni prodotte sul confine da una valanga che ha messo fuori uso il traliccio di trasmissione. La soluzione ai black out potrebbe essere la centrale termoelettrica a idrogeno. Il calore dell'idrogeno utilizzato per scaldare acqua il cui vapore esente da grumi di acqua fa girare una turbina T a cui è calettato un alternatore A. Se si realizzasse una centrale termica a idrogeno non si spenderebbero soldi per acquisto di gas liquido americano puzzolente inquinante e si creerebbero in loco posti di lavoro e non ci sarebbero guerre. Il gas se lo tengono gli iraniani. E' giusto.

Termino con lo schema di principio di una centrale termoelettrica funzionante a idrogeno che quando brucia forma acqua e non il gas serra anidride carbonica nello schema semplificato l'aria compressa A  proveniente dal compressore finisce nella camera di combustione dove il bruciatore B e si produce aria calda ad alta temperatura che va nel contenitore acqua che scalda tramite una serpentina e, il vapore che si sviluppa fa girare la turbina T ; il vapore uscente dalla Turbina T finisce in un condensatore e l'acqua torna all'origine. L'idrogeno si potrà ottenere con elettrolisi o dall'interazione di alghe e batteri. 

Giuseppe

Supersapiens.it  Promozione Sviluppo Globale Benessere

 

 

 

 

 

 

La bomba a idrogeno.

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First hydrogen bomb test - What's the difference between H-bombs and A ...

La bomba a idrogeno, nota anche come bomba termonucleare o bomba H, rappresenta uno dei dispositivi di armamento più potenti mai sviluppati dall’uomo. Il suo funzionamento si basa su processi di fusione nucleare, simili a quelli che avvengono nel sole, e la sua storia, progettazione e impatto rappresentano capitoli fondamentali nella conoscenza delle armi nucleari.

1. Cos’è la bomba a idrogeno?

La bomba a idrogeno è un’arma nucleare di tipo termonucleare, molto più potente delle bombe atomiche di fissione (come quelle sganciate a Hiroshima e Nagasaki). La sua energia deriva dalla fusione di nuclei di isotopi dell’idrogeno, come deuterio e trizio, che formano un nucleo più pesante rilasciando una quantità enorme di energia.

2. Principio di funzionamento

Il funzionamento di una bomba a idrogeno si suddivide in due fasi principali:

  • Fase di detonazione di una bomba a fissione (fissione primaria): questa innesca un’esplosione di fissione che genera temperature e pressioni estremamente elevate.
  • Fase di fusione (fusione secondaria): il calore e la pressione prodotti dalla fissione primaria innescano la fusione degli isotopi di idrogeno, rilasciando un’energia molto superiore rispetto alle armi di fissione.

Il risultato è una detonazione molto più potente, capace di devastare aree molto vaste.

3. Componenti principali

  • Core di fusione: costituito da isotopi di idrogeno, come deuterio e trizio.
  • Innesco di fissione: solitamente costituito da un core di plutonio o uranio, che tramite una detonazione di fissione avvia la fusione.
  • Sistema di riflessione: materiali e strutture progettate per massimizzare le condizioni di fusione.

4. Storia e sviluppo

  • Origini: il progetto fu avviato negli Stati Uniti negli anni ‘50, con il nome in codice "Ivy Mike" nel 1952, che rappresentò la prima detonazione di una bomba a idrogeno.
  • Progresso: negli anni successivi, la tecnologia si perfezionò, portando a armi più compatte e potenti.
  • Corsa agli armamenti: durante la Guerra Fredda, USA e URSS svilupparono e testarono numerose versioni di bombe H, contribuendo ad un’era di deterrenza nucleare.

5. Impatti e considerazioni etiche

  • Potenza distruttiva: le bombe a idrogeno possono avere effetti devastanti, causare morte e distruzione su vasta scala, e inquinare l’ambiente per decenni.
  • Deterrenza nucleare: la loro presenza ha contribuito alla strategia della deterrenza, ma solleva anche questioni etiche e di sicurezza globale.
  • Proliferazione: il rischio di diffusione di questa tecnologia rappresenta una minaccia per la stabilità internazionale.

6. Trattati e controlli

Per limitare la proliferazione e il rischio di uso, sono stati istituiti vari trattati:

  • Trattato di non proliferazione nucleare (TNP): mira a prevenire la diffusione di armi nucleari.
  • Trattato di riduzione delle armi strategiche (START): accordi tra USA e Russia per ridurre gli stock di armi nucleari.
  • Trattato di Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT): vieta tutte le detonazioni nucleari.

7. Stato attuale

Attualmente, molte nazioni possiedono armi nucleari, tra cui la possibilità di armi di tipo termonucleare, anche se il loro numero e capacità sono soggetti a trattati internazionali. Il dibattito sulla disarmamento e il rischio di conflitti nucleari rimangono temi cruciali per la sicurezza globale.

Conclusione

La bomba a idrogeno rappresenta il culmine della tecnologia nucleare militare, simbolo di potenza e deterrenza, ma anche di distruzione di massa. La sua esistenza ha profondamente influenzato la geopolitica mondiale, sollevando interrogativi etici e morali sulla possibilità e la responsabilità dell’umanità di controllare tali armi.

Giuseppe

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