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Prospettive di due fonti alternative di energia: la luce solare e il calore del sottosuolo Prospettive di due fonti alternative di energia: la luce solare e il calore del sottosuolo H fotovoltaico è quasi competitivo? Soffioni artificiali ottenuti da rocce calde Ache punto è la marcia delle celle solari verso la competitività? Per la valutazione economica degli impianti fotovoltaici ci si riferisce al costo dei moduli di celle solari e al costo dell'intero Impianto installato. L'attuale costo internazionale dei moduli varia tra 6 e 10 dollari per Watt di potenza nominale mentre l'intero impianto solare installato costa da 15 a 25 dollari per Watt. Perciò anche con la tecnologia solare il costo dell'impianto oscilla tra 20.000 e 25.000 dollari per kW, cioè è anco¬ ra molto elevato. lì costo dell'energia cosi prodotta varia da 800 a 1000 lire per kWh nel caso di grandi impianti, sino a 2000-2500 11re/kWh per piccoli impianti da 1 a 5 kW. Questi dati indicano chiaramente che il kWh prodotto per via fotovoltaica è ancora distante dalla competitività con l'energia prodotta da centrali termoelettriche ed eiettronucleari. Diversa conclusione si può trarre considerando applicazioni speciali, in particolare nel Paesi emergenti (elettrificazione di vlllag- Fallite le esperienze tentate con imp Schiera di celle fotovoltaiche gi isolati, produzione di acqua potabile, conservazione di medicinali e derrate alimentari, comunicazioni in aree desertiche) e se si confronta la tecnologia fotovoltaica con altri sistemi tradi¬ ianti in Italia a in un impianto sperimentale zionali per generare elettricità. In questi casi la convenienza sarebbe raggiunta, tenendo conto dei molti fattori ambientali che penalizzano pesantemente gli impianti tradizionali. d Adrano e in Fra Basti ricordare che il costo per la costruzione di una linea elettrica a bassa tensione, in Italia, varia tra 15 e 50 milioni di lire per chilometro ed è proibitivo nei Paesi emergenti. Una analisi dettagliata di fonte americana ha dimostrato che esiste già la convenienza a realizzare impianti fotovoltaici da 1,5 a 3 kW, rispetto ai gruppi elettrogeni Diesel/alternatore. Si aggiunga che l'esercizio di una centralina equipaggiata con Diesel pone notevoli oneri di manutenzione e di revisione programmata, con il conseguente obbligo di mantenere un costoso parco ricambi. Tutti questi aspetti favorevoli si sono potuti riscontrare nell'esercizio di un impianto fotovoltaico della potenza di 21 kW progettato e costruito dall'Ansaldo in Tanzania e destinato alla irrigazione: l'economicità del prodotto finale è stata dimostrata. Aurelio Bobotti ncia sui Pirenei STIME delle Nazioni Unite prevedono che le necessità energetiche dei Paesi industrializzati aumenteranno del 2-3 per cento all'anno, fino al Duemila. Parallelamente le richieste energetiche dei Paesi in via di sviluppo cresceranno approssimativamente del 10-15 per cento all'anno. Parte di questa domanda energetica crescente avrebbe dovuto essere soddisfatta da fonti convenzionali, tra cui il petrolio e il nucleare. Tuttavia, i recenti casi di contaminazione radioattiva e l'aumento delle piogge acide, queste ultime verosimilmente legate agli scarichi di combustione emessi nell'atmosfera dalle centrali termoelettriche, impongono una diversificazióne energetica verso fonti attualmente ritenute non convenzionali. Tra queste l'energia geotermica occupa una posizione di primo plano. L'energia geotermica, legata al flusso di calore proveniente dall'interno della Terra, può essere utilizzata sfruttando alcune particolari situazioni naturali tipiche di certe aree o può essere ricavata artificialmente. Le zone geotermiche naturali si trovano in prossimità' di vulcani attivi in epoca recente e sono caratterizzate dall'esistenza di fenomeni idrotermali. Questi sono legati al movimento di fluidi che vengono riscaldati in profondità da masse magmatiche in fase di raffreddamento e che descrivono un flusso di tipo convettivo. Per mezzo di opportune perf^azioni è possibile convogliare opportunamente questi fluidi in modo che, espandendosi durante la risalita, possano attivare delle turbine In superficie. I fluidi naturali (acque calde e vapori) provengono da profondità variabili tra i 600 e i 3000 metri e hanno una temperatura che si aggira intorno ai 200-250 °C. Queste condizioni, indispensabili per la produzione di energia elettrica, si verificano per esempio a Larderello in Toscana e a «The Geysers» in California, dove si stimano potenziali geotermici intorno ai 500 Megawatt. Mentre nei sistemi geotermici naturali 1 fluidi sono in loco, in quelli ottenuti artificialmente le fasi acquose vengono iniettate lea Si sperimenta una nuo Il fruttivendolo Oggi presentiamo un problema che potremmo definire classico nel gènere compro-vendo. • Un fruttivendolo acquista all'ingrosso una quantità x di avocado ed una quantità x/2 di confezioni da 2 kiwi, pagando entrambi i prodotti 2000 lire. Mette In vendita la merce eassistenza per impu va tecnica per produrre In profondità utilizzando la tecnologia «Hot Dry Rock» (HDR) applicabile a «rocce calde e secche: In altre parole, è possibile ottenere un flusso sotterraneo di fluidi attraverso l'immissione di acqua In profondità in modo da simulare un sistema geotermico naturale. Questa tecnologia può essere quindi utilizzata in zone prive di sorgenti calde, soffioni o geysers. Condizione necessaria è che il gradiente geotermico (aumento della temperatura con la profondità) sia superiore a quello normale, che è di 30 "C al chilometro. .Cavità alda, Acqua calda, Acqua fredda Rappresentazione schematica di un serbatoio geotermico In "rocce calde e secche". L'acqua fredda Iniettata in basso migra verso l'alto riscaldandosi lungo fratture verticali ed è riportata in superficie. Ovviamente maggiore è il gradiente geotermico, maggiore sarà il potenziale energetico sfruttabile. I pionieri della tecnologia HDR sono stati e sono tuttora gli scienziati ed i tenici statunitensi,;,che già negli Anni Sessanta' nàrtho progettato e sperimentato i primi impianti. I progetti di ricerca in questo settore sono gestiti dai Los Alamos Scientific Laboratories nello Stato del Nuovo Messico. Le ricerche sono concentrate sulla vicina caldera vulcanica di Valle Grande, il cui potenziale geotermico è considerato immenso. Questa struttura vulcanica di dimensioni chilometriche è stata straordinariamente attiva durante il Pliocene (circa 5 milioni di anni fa); la sua parte basale consiste di antiche rocce granitiche intruse da pori iriti vulcaniche. In queste due unità rocciose non si riscontra la presenza di fluidi: di qui la definizione di «rocce calde e scienze GIOCHI con il 10 per cento di sovrapprezzo e nel giorno stesso vende tutto meno 7 frutti. Facendo un po' di cónti, scopre di aver Incassato cattamente quanto ha speso. lsi telefonici fino a elettricità geotermica secche». La preparazione del serbatoio geotermico e ottenuta tramite una perforazione che interessa le rocce granitiche basali ad una profondità variabile tra i 3000 ed 13900 metri. Attraverso l'iniezione di acqua pressurizzata viene poi indotta la fratturazione idraulica della roccia lungo superile! piane e verticali. In una fase successiva l'acqua viene iniettata in profondità. Trovandosi la contatto con la roccia calda (le temperature sono dell'ordine di 175-200 "O il liquido aumenta 11 proprio contenuto termico migrando prò- gresslvamente verso l'alto. Il fluido riscaldato è riportato in superficie da una seconda perforazione praticata nella parte superiore del corpo roccioso. La transizione liquido-gas ha invece luogo In una apposita camera di espansióne situata in superficie. Attraverso quest'accorgimento il fluido pressurizzato è in grado, espandendosi, di compiere un maggior lavoro e di produrre 11 rendimento ottimale delle turbine. Il fluido opportunamente raffreddato può essere poi riutilizzato per compiere un nuovo ciclo. Si tratta quindi di un sistema chiuso estremamente vantaggioso dal punto di vista ambientale. Inoltre, recenti studi di fattibilità in campo economico, hanno dimostrato che l'energia geotermica prodotta artificialmente è competitiva con le fonti tradizionali se le perforazioni non vanno oltre i 6,5-7 km di profondità. Corrado Clgolinl La domanda è: quali sono i 7 frutti non venduti? Elvezio Petrozzi Criptocalcolo Soluzione La soluzione esatta del problema di criptoaritmetica proposto la settimana scorsa porta alle seguenti operazioni: 17 x 4 - 68 + 25 - 93. ll'Antartide