Produzione e distribuzione Distribuzione dellenergia elettrica 1 DISRIBUZIONE
Produzione e distribuzione Distribuzione dell’energia elettrica 1. DISRIBUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA • Mappa • Elettrodotti • Cavi e tralicci • Alta , media, bassa TENSIONE
Sistema Energetico Collegamenti interdisciplinari GEOGRAFIA RAPPRESENTAZIONE DI DATI Disegna Cartogrammi Istogrammi Areo grammi IL SISTEMA ENERGETICO IN ITALIA E NEL MONDO
Energia e Macchine LA CENTRALE Schema Collegamenti interdisciplinari: STORIA Cooperative Learning Webquest Linea del tempo Prima centrale elettrica in Italia Fu costruita a Milano nel 1883 su tre livelli: - al piano terreno c’erano quattro macchine a vapore che azionavano quattro generatori elettrici (dinamo); - al primo piano c’erano le caldaie a carbone, collegate con la ciminiera di mattoni per lo scarico dei fumi; - al secondo piano c’erano il magazzino e gli uffici.
Energia e impianti A Componenti e trasformazione dell’Energia Schema: Confronta A-B Completa: Le trasformazioni dell’Energia A Olio combustibile B Gas B
IL generatore Trasformazioni dell’Energia di vapore Tubature acqua ZOOM Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro Bruciatori Ciclo dei fumi
LA TURBINA A VAPORE Energia e fluidi macchina motrice Rotore: organo rotante Statore: organo fisso ZOOM Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro Sala macchine
Energia e fluidi ZOOM Schema Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro
LA TURBINA A GAS Energia e fluidi Principio di funzionamento: sfrutta la combustione e l’aumento di volume (espansione) dei gas combusti ad alta temperatura per far girare la turbina Un compressore a palette comprime l’aria aspirata dell’atmosfera per poi inviarla alla camera in cui si mescola con il gas Una camera di combustione dove il gas brucia in presenza dell’aria compressa ZOOM Schema Collegamenti interdisciplinari: SCIENZE Fluidi di lavoro
L’ALTERNATORE Energia elettrica L’alternatore e’ un generatore di corrente elettrica. È costituito da due parti fondamentali, una fissa e l’altra rotante, dette rispettivamente statore e rotore, su cui sono disposti avvolgimenti di rame isolati. Normalmente l’alternatore lo ritroviamo in tutti i tipi di centrali per la produzione di energia elettrica perché riesce a trasformare l’energia meccanica di una turbina (idraulica, eolica, a vapore, ecc. ) in energia elettrica. ZOOM Ripasso guidato e verifica in itinere: elettricità magnetismo e moto
Laboratorio Attività di laboratorio: Costruzione di modelli Approfondimenti: MATERIALI ED ENERGIA
IL TRASFORMATORE Energia ELETTRICA ZOOM Ripasso guidato e verifica in itinere: elettricita magnetismo e moto
IL CONDENSATORE Energia e AMBIENTE ZOOM attività: Visita virtuale alle centrali Termoelettriche ENEL Localizzazione degli impianti Impatto ambientale Dove finisce il vapore entrato nella turbina? Il condensatore è uno scambiatore di calore. Il vapore che deve condensare lambisce i tubi al cui interno scorre il fluido refrigerante (acqua in circuito aperto o chiuso) e su questi condensa. L’acqua viene quindi inviata di nuovo alla caldaia attraverso apposite pompe
IL RENDIMENTO Energia e RENDIMENTO Ripasso guidato: Convertitori • Combustione esterna • Combustione interna • Costi di investimento maggiori • Costi di investimento minori • Costi di esercizio maggiori • T ~ 630 o. C • Lento • Multifluel • T ~ 1300 o. C • Veloce • Gas nobili • η ~40 -43% • η ~30 -33%
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Link I materiali ceramici strutturali avanzati - MCSA Materiali ed Energia I materiali delle moderne turbine devono resistere a: Rivestimento ceramico protettivo su carburo di silicio matrice di carburo di silicio (Si. C) e fibre di carburo di silicio l’allumina (Al 2 O 3)
Link Materiali ed Energia II materiali di cui sono costituite le palette non possono sopportare la temperatura dei gas in uscita dal combustore (1200÷ 1300 °C), di conseguenza si provvede a raffreddare la loro superficie creando una “barriera termica” costituita dall’aria compressa spillata dal compressore ad una pressione sufficiente e fatta uscire a velocità opportuna da piccoli fori realizzati sulla parete della paletta Un’ulteriore protezione dalle elevate temperature è realizzata dal rivestimento ceramico delle palette (TBC: Thermal Barrier Coating). Prototipi di tegole refrattarie, per camera di combustione, prodotte utilizzando un 20% di materiali ceramici Stampo utilizzato per la pressatura isostatica dei suddetti prototipi
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