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Energia
 
L’energia è la capacità di un sistema fisico di compiere un lavoro: per compiere un lavoro si ha bisogno d’energia. Si distingue tra varie forme d’energia: meccanica, termica, elettrica, magnetica, chimica, nucleare, ecc. Una forma d’energia è trasformabile in un'altra. Secondo la famosa formula di Einstein  E = m * c2 alla massa dei corpi corrisponde una quantità di energia intrinseca. Energia e massa sono quindi equivalenti.
 
Le fonti
L'energia disponibile sulla Terra ha solo due fonti: il sole e le risorse terrestri.
 
Dall'energia solare derivano direttamente:
1) tutta la materia organica che si è formata per fotosintesi, normalmente suddivisa in quella formatasi in periodi geologici (energia fossile) come il carbon fossile, il petrolio e il gas naturale, e quella che si forma continuamente (biomassa) come il legno e tutto il resto della materia vegetale;
2) il movimento dell'acqua (energia idraulica) e
3)
il vento (energia eolica).
Le risorse terrestri sono:
1) l'energia proveniente dall'interno del pianeta (energia geotermica)
2) l'energia gravitazionale (che fa scorrere l'acqua) 
3)
l'energia nucleare delle materie radioattive (uranio e i suoi isotopi).
Trasformazione dell’energia
 
L'ottenimento di energia utile richiede normalmente varie trasformazioni delle fonti primarie. La più diffusa è la combustione di materie combustibili in calore. Questo avviene nei motori a combustione e nelle centrali termoelettriche. Il calore prodotto può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento, per produrre energia meccanica, elettrica o chimica (come per esempio la produzione di idrogeno per idrolisi). Dalle varie trasformazioni risulta che l'energia tecnicamente sfruttabile (energia utile) è di solito una piccola parte dell'energia iniziale, perché solo una frazione dell'energia contenuta in un sistema fisico può essere sfruttata per scopi economici, l'altra frazione non va persa (legge della conservazione dell'energia), ma non è più sfruttabile (entropia). Per esempio, in un motore a combustione interna solo il 28% circa dell'energia chimica immessa sotto forma di benzina o gasolio è trasformata in energia meccanica utile per la trazione del veicolo, l'altra parte viene dissipata sotto forma di calore e di gas di scarico che non sono più sfruttabili. Molto più efficace è invece la trasformazione dell'energia cinetica dell'acqua in energia elettrica che può raggiungere un rendimento di oltre l'80%.
 
Energia primaria e finale
 
Quando si parla di consumi energetici, è importante indicare se si tratta d’energia primaria o d’energia finale. L’energia primaria è quella che sta a monte dei consumi, cioè l’energia contenuta nel combustibile e pertanto viene normalmente misurata in tonnellate equivalenti petrolio (tep), mentre l’energia finale è normalmente quella che indica il contatore ed è misurata in chilowattora (kWh). La differenza tra energia finale e quella primaria è eclatante, quando guardiamo i consumi elettrici. Per produrre una kWh di corrente elettrica occorrono fino a tre volte di più kWh di energia primaria (carbone, gasolio, gas metano).

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©Uwe Wienke  
   

Estratto da:

Aria - Calore - Luce
Il comfort ambientale negli edifici
di Uwe Wienke
 
DEI - Tipografia del Genio Civile, Roma, 2005, 17/24, ca. 380 pp. + CD-Rom, ISBN 88-496.1441-1. Prezzo: Euro 39,00