venerdì 14 dicembre 2012

Sul solare termico

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 13 novembre 2012

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Chi si rivede ? gli scaldacqua solari, resuscitati da un lungo oblio grazie ad un decreto che promette soldi pubblici a chi li compra e li installa nelle proprie abitazioni o officine. Gli scaldacqua solari sono costituiti da sottili lastre di metallo annerito su cui sono stesi o in cui sono incorporati dei tubi, il tutto coperto con una lastra di vetro e appoggiato su uno strato isolante di resina espansa o di altro materiale. I pannelli sono inclinati con la faccia che guarda a sud in modo da raccogliere la massima quantità di calore solare. Nei tubi circola dell’acqua che entra dal basso fredda, si scalda per esposizione al calore solare, raggiungendo anche 80 gradi Celsius, e sale in un serbatoio isolato termicamente, posto ad un livello superiore a quello del pannello. A mano a mano che l’acqua calda viene prelevata per l’uso di cucina, bagni, eccetera, nella parte bassa del pannello entra altra acqua fredda che a sua volta si riscalda.

martedì 14 agosto 2012

I motori eolici ad asse verticale

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 7 agosto 2012
 
Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

La produzione di elettricità con l’uso della forza, rinnovabile, del vento, è basata su una tecnologia ormai ben nota nell’ambito dell’utilizzazione dell’energia solare: è il Sole, infatti, che, riscaldando diversamente le varie parti della Terra, genera le correnti d’aria che chiamiamo vento. Torri eoliche svettano, con le loro pale in (talvolta lenta, svogliata) rotazione, nelle pianure e nelle colline in Puglia e in molte altre parti d’Italia, diffuse anche grazie a generosi incentivi pubblici. La diffusione dei motori eolici è motivata dalla giusta prospettiva di produrre elettricità senza ricorrere alle fonti energetiche, non rinnovabili e inquinanti, come petrolio, carbone o gas naturale, ed è accompagnata da un giro di affari che coinvolge importatori o fabbricanti di motori eolici, installatori, intermediari fra le industrie, i Comuni e le imprese che rivendono l’elettricità, un giro di affari che comunque fa bene all’economia. Si prospettano anche le installazioni di motori eolici nel mare, come avviene in molte zone ventose all’estero.

La maggior parte dei motori eolici è costituita da grandi eliche con asse orizzontale, che vengono orientate in modo da catturare la massima quantità di vento disponibile. Di recente però sta crescendo l’attenzione per motori eolici in cui le pale tengono in rotazione un asse verticale. A rigore i primi motori eolici erano proprio di questo tipo e sono stati costruiti intorno al 700 dopo Cristo dalle popolazioni che vivevano nel Sistan, una valle ventosa che si trova al confine fra gli attuali Iran e Afghanistan. La zona apparteneva alla “Persia” un grande paese che si estendeva dall’attuale Iran a parte dell’Afghanistan e ospitava una progredita società musulmana, con letterati e studiosi alcuni dei quali ci hanno fatto arrivare le notizie su queste prime macchine eoliche, utilizzate per azionare mulini da cereali. A Nashtifan, vicino a Khaf, esistono ancora, funzionanti, dei motori eolici ad asse verticale, costituiti da vele fissate ad un asse verticale, alto una diecina di metri, posto in una struttura muraria progettata in modo da far aumentare la velocità del vento.

Dalla Persia i motori eolici ad asse verticale sono passati in estremo Oriente e se ne trovano descrizioni nei testi cinesi datati intorno al 1000. Verso Occidente, attraverso i contatti fra i crociati e il mondo islamico, i motori eolici sono arrivati in Europa dove però hanno assunto la forma di pale ad asse orizzontale, diffusa in Sicilia, Spagna, Olanda e che è arrivata fino alle nostre montagne e colline, con continui perfezionamenti. Ma, per quei misteriosi cammini che le idee percorrono nei secoli, i motori eolici ad asse verticale del tipo di quelli dei Persiani sono stati descritti dallo scrittore Fausto Veranzio (1551-1617) in un libro di invenzioni pubblicato a Venezia nel 1615.

Poi l’idea è rimasta dormiente fino al 1922 quando l’inventore finlandese Sigurt Savonius (1884-1931) ha brevettato e costruito un motore eolico costituito da due pale semicilindriche, unite in modo da formare una “esse”, saldate ad un asse verticale, un dispositivo di grande semplicità che si mette in moto anche con vento poco veloce. I motori Savonius sono facili da costruire e sono raccomandati come una delle tecnologie energetiche appropriate per paesi emergenti.

Il passo successivo fu fatto nel 1927 dall’ingegnere aeronautico francese Georges Darrieus (1888-1979) che brevettò un altro motore eolico ad asse verticale, in cui la parte rotante è costituita da due sottili lame metalliche, piegate ad arco intorno all’asse. Il profilo delle sottili lame è stato progettato sul modello delle ali di aeroplano, il che rende molto migliore la “cattura” del vento anche quando la velocità è bassa. I motori Darrieus hanno il vantaggio che sono silenziosi, si mettono in rotazione col vento proveniente da qualsiasi direzione, sono di relativamente facile costruzione, non hanno bisogno di alte torri e possono essere “piantati” nel mare vicino alle coste in maniera da disturbare l’ambiente e la navigazione meno di quanto avviene con i tradizionali parchi eolici marini.

Anche il motore Darrieus è rimasto quasi dimenticato fino ad anni recenti. Nell’ultimo ventennio sono stati progettati e costruiti nuovi modelli, e addirittura un ingegnere russo, emigrato negli Stati Uniti, Alexander Gorlov, ha applicato lo stesso principio Darrieus ad una turbina azionata dal moto delle onde, delle maree e dal flusso di acqua nei fiumi. La turbina si presta per impianti idroelettrici che non richiedono dighe o interventi sul fiume, ma utilizzano l’energia dell’acqua corrente. Questo risveglio in tutto il mondo dell’interesse per i motori eolici ad asse verticale (ne hanno installati alcuni anche a Londra in occasione delle Olimpiadi), ha impegnato varie società anche italiane nella costruzione di motori eolici che possono anche essere di piccole dimensioni, adatte per una famiglia o un villaggio, che sono eleganti, silenziosi e hanno un rendimento, a parità di intensità del vento, superiore a quella dei motori ad elica ad asse orizzontale.

Noi abbiamo ereditato, spesso senza saperlo, antiche invenzioni che, perfezionate con le conoscenze di oggi, possono risolvere problemi umani, ambientali ed economici: una sfida per Università, giovani studiosi e imprese alla ricerca di innovazioni. Il passato è prologo.

martedì 7 agosto 2012

Persone: Maria Telkes (1900-1995)

“You see, sunshine isn’t lethal—except, perhaps in the form of sunburn.”

Dr. Maria Telkes (1900-1995) was born in the country of Hungry. She became interested in solar energy while she was a high school student. She earned a PhD. in physical chemistry. Later she moved to the United States and became an associate research professor at Massachusetts Institute of Technology. She also held a job at New York University College of Engineering.
      
Dr. Maria Telkes is one of the most famous female solar energy inventors. Her solar oven can heat up to 350 degrees and can hold heat up to an hour after the sun goes down. It can so anything from roast chicken to bake bread or cake. Her goal was for these ovens to be used in deserts in developing countries where there is a lot of sunshine, but not a lot of fuel.
      
Later, the Ford Foundation gave her a $45,000 grant to improve her already existing solar oven. She improved it so it could be used by children safely and wouldn’t scorch foods.
      
She also participated in building two solar houses, both in Massachusetts. The house that was built in Dover, Massachusetts has a heating system designed by her. The house was designed by architect Eleanor Raymond and was paid for by a wealthy Boston sculptor, Amelia Peabody. The house is still in use. Some of her other inventions and discoveries are listed below.
      
Inventions & Discoveries

-- Solar stills
-- Solar driers
-- Thermoelectric generators
-- A portable distilling system using solar energy to change salt water into fresh water on life rafts.
-- Solar oven
-- Designed the heating system for a solar house in Dover, Massachusetts.
-- Participated in the building of a different solar house also in Massachusetts. The solar oven and the two solar houses are talked about in the biography above.)
      
Awards & Honors
      
-- 1945: Dr. Maria Telkes received a certificate from OSRD for her development of a portable solar distiller for life rafts.
-- 1952: She won the first Achievement award ever given by SWE (Society of Women Engineers) for her work with solar energy.
-- 1977: She received the Charles Greeley Abbot Award. (The American Solar Energy Society gives this award.)
      
      
      
      
      
            
      




      

venerdì 1 giugno 2012

martedì 21 febbraio 2012

Tecniche antiche per il futuro

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 21 febbraio 2012

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Venerdì 17 febbraio 2012 in tutta Italia è stata lanciata l’iniziativa “M’illumino di meno” per sensibilizzare l’opinione pubblica sui problemi del risparmio energetico e delle fonti di energia rinnovabili. La situazione ambientale ed energetica mondiale impone, infatti, di ripensare i consumi di energia, da quelli personali, a quelli delle pubbliche amministrazioni e delle attività produttive. Consumare meno energia non significa stare al buio, ma usare l’energia e l’elettricità, beni preziosi ma costosi, in modo da trarne il massimo beneficio.

martedì 7 febbraio 2012

Biobutanolo solare

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 7 febbraio 2012

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Non c’è pace fra le energie rinnovabili. Da una parte c’è un indubbio successo delle fonti di energia solare ed eolica che hanno però il limite di fornire soltanto elettricità. Con i pannelli fotovoltaici e con le pale eoliche sono stati prodotti, in Italia, nel 2011, 11 miliardi di chilowattore, una frazione non trascurabile della produzione totale italiana di elettricità che ammonta a circa 300 miliardi di chilowattore. Le centrali idroelettriche producono altri circa 40 miliardi di chilowattora, rinnovabili anche questi perché è il Sole che tiene continuamente in circolazione l’acqua che scorre attraverso le turbine. L’elettricità prodotta dalle fonti rinnovabili è importante perché permette di risparmiare carbone, petrolio e gas naturale, le fonti fossili inquinanti che alimentano le altre centrali elettriche italiane.

giovedì 26 gennaio 2012

Passato e futuro dell'energia solare

Giorgio Nebbia

L’energia solare è sempre stata figlia della scarsità. Quello che si può pensare come il primo atto di questa storia comincia nella seconda metà del XIX secolo: la società industriale dipendeva dal carbone, usato in quantità così rilevante da far temere l’esaurimento delle sue riserve e già riconosciuto come vistosa fonte di inquinamento atmosferico. Di una possibile futura scarsità del carbone aveva parlato l’economista inglese Stanley Jevons (1835-1882) nel libro ”The coal question”, pubblicato nel 1865 e 1888 (una terza edizione sarebbe apparsa nel 1906).  Allora in tanti si misero a guardare al Sole come fonte di energia, sia come surrogato del carbone, sia nella prospettiva di sviluppo di attività economiche nelle colonie africane. Nel 1863 il fisico italiano Antonio Pacinotti (1841-1912) aveva pubblicato le sue prime osservazioni sull’effetto fotovoltaico e termoelettrico, di cui suggerì l’applicazione per la produzione di elettricità dal Sole. Il francese August Mouchot (1825-1912) negli anni 60 e 70 dell’Ottocento costruì delle macchine con le quali, mediante specchi, produceva vapore che alimentava un motore; tale invenzione riscosse una grande attenzione in tutto il mondo; nel 1866 la macchina fu mostrata a Napoleone III che  assegnò un premio all’inventore; una versione perfezionata fu presentata all’Esposizione Universale di Parigi del 1878.

L'alcol etilico carburante: domani o mai ?

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it
  
L’alcol etilico come carburante del domani ? Davanti al continuo aumento del prezzo del petrolio uno sarebbe portato a ritenere che valga la pena considerare la possibilità di ottenere un carburante per autotrazione da materie vegetali, zuccheri, amidi, lignine, cellulose, ecc. che la natura fabbrica ogni anno con i suoi cicli naturali, alimentati dall’energia solare, materie, come si dice, “rinnovabili”. Invece in questi anni le prospettive dell’alcol carburante (chiamato in maniera accattivante “bioetanolo”) sono state messe in discussione con grande vivacità anche da persone che, in via di principio, contestano la dipendenza dal petrolio, sostengono le alternative all’esaurimento delle riserve di combustibili fossili, e le iniziative per diminuire l’inquinamento atmosferico e per attenuare i relativi mutamenti climatici, associati al crescente uso di combustibili fossili.

Perchè l’alcol carburante non piace?

Che l’alcol carburante non piaccia all’industria petrolifera è abbastanza naturale perché il suo uso erode una parte, anche se piccola, del mercato della benzina che è il principale profittevole prodotto della raffinazione del petrolio. Inoltre la diffusione dell’alcol carburante comporta (comporterebbe) dei disturbi nella fase di distribuzione della benzina (la cui qualità merceologica è ora unificata). Nel caso in cui venissero messe in commercio delle miscele di benzina e alcol etilico dovrebbero essere predisposti nuovi distributori e speciali cisterne.

Le merci solari

 Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Rinnovabili: parola magica che sta ad indicare un gran fermento di attività dirette a produrre energia sotto forma di calore o elettricità dalle inesauribili forze del Sole. Ma troppo poco si discute del fatto che una parte dell’energia fossile non rinnovabile, da carbone, petrolio e gas naturale, cioè di quell’energia dalla cui schiavitù vogliamo liberarci --- finisce nelle merci, negli oggetti di uso quotidiano.

Molti di questi sono stati ottenuti per millenni dai vegetali o dagli animali, risorse rinnovabili, fino a quando i chimici, dall’Ottocento in avanti, hanno scoperto che coloranti, fibre tessili, detersivi, cosmetici, prodotti chimici, fino allora ottenuti dalla Natura, potevano essere ottenuti “utilmente”, dal punto di vista del profitto, non della qualità, da carbone e petrolio.

SM 1582 -- Il Sole per tutti -- 1991

La Gazzetta del Mezzogiorno, 3, 7, 11, 15 e 21 agosto 1991

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Il Sole, fonte di caldo afoso d'estate per chi lavora e resta in città; il Sole, fonte di felicità e di abbronzature per chi va al mare o in montagna; il Sole regolatore del ritmo delle giornate e delle notti. Copernico e Galileo hanno chiarito, tre secoli fa, il posto relativo della Terra rispetto al Sole, ma che cosa avranno mai pensato, nei trentamila secoli precedenti, quei miliardi di donne e di uomini che hanno guardato, con meraviglia, ansia o terrore, al Sole come fonte di raccolti o causa di siccità ?

Centinaia di trattati e di conferenze scientifiche spiegano le prospettive dell'uso dell'energia solare come fonte di energia, ma gli aspetti meccanici e ingegneristici dei vari dispositivi rischiano di far perdere la visione dell'importanza di tale fonte, ben maggiore di quanto possa apparire dal numero di joule o di kilowattora che le varie macchine producono.

Acqua dolce dal mare con l'energia solare

Acqua dolce dal mare con l’energia solare

Giorgio Nebbia <nebbia@quipo.it>
  
"Acqua, acqua dovunque e non una goccia da bere". Il vecchio marinaio della “Ballata”  del poeta inglese Coleridge aveva di fronte, dopo il naufragio, una distesa di acqua imbevibile ed era tormentato dalla sete. Milioni di km di coste del nostro pianeta sono toccate dall'acqua salata dei mari e non hanno acqua dolce: diventa così difficile viverci, sviluppare l'agricoltura e il turismo.

In generale la situazione è tanto peggiore quanto più ci si trova nella fascia centrale della Terra proprio dove è maggiore l'energia solare disponibile. Da qui l'importanza di utilizzare il calore, ottenibile dalla radiazione solare, per trasformare l’acqua di mare, per distillazione, in acqua dolce: si tratta di ripetere in uno spazio limitato quello che il Sole fa, su grandissima scala, in tutti i mari e gli oceani.

Energia dal moto ondoso

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 13 maggio 2008, SM 2923

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Il mare è il più grande collettore di energia solare: la quantità di energia solare che raggiunge ogni anno la superficie dei mari e degli oceani è circa 4000 volte superiore alla quantità di energia utilizzata dagli esseri umani, in questo 2008, sotto forma di petrolio, carbone, energia idroelettrica, geotermica, nucleare. L’intensità della radiazione solare che raggiunge la superficie degli oceani è molto diversa nei vari mesi dell’anno e nelle diverse parti del pianeta e il mare può restituire agli esseri umani, in varie forme economiche, almeno una parte dell’energia che riceve continuamente dal Sole.