QUANTO DURA IL GIORNO E LA NOTTE?

Per dare una risposta esaustiva dobbiamo sapere in che zona del pianeta terra ci troviamo; nel nostro caso siamo in ITALIA, dunque nell’emisfero boreale.

Durata del giorno identica alla durata della notte

In 2 date durante l’anno le ore di luce e di buio sono identiche in tutte le latitudini durano 12 ore ciascuna e corrispondono agli equinozi di primavera (20-21 marzo) e dell’autunno (22-23 settembre).

EQUINOZIO di Primavera: 2009, 2010, 2011 e 2012 : 20 MARZO
EQUINOZIO d’ AUTUNNO: 2009 e 2012 : 22 SETTEMBRE
EQUINOZIO d’ AUTUNNO: 2010 e 2011 : 23 SETTEMBRE

Per definire esattamente la durata “giorno” ovvero le ore di luce, dobbiamo introdurre la definizione di alba e di tramonto; l'alba comincia quando il Sole ha superato di metà l'orizzonte e il tramonto finisce quando il Sole è di metà sotto l'orizzonte. Agli equinozi, il Sole sorge all'esatto est e tramonta all'esatto ovest.

Il giorno più lungo e il più corto

La giornata più lunga per questo emisfero si raggiunge a giugno e la giornata più corta a dicembre le due date corrispondono ai solstizio estivo (20-21 giugno) e al solstizio invernale (21-22 dicembre).

La durata di luce varia a seconda del parallelo che si prende in considerazione, l’ITALIA si estende fra il 39° parallelo e il 46° parallelo.

Qualche dato italiano:
La giornata che ha la durata di luce più lunga è il solstizio estivo
A ROMA (41° 51’) il 21 giugno 2009
le ore di luce saranno di 14h e 38 minuti
Per le città fra 45° e 46°
TORINO, MILANO VENEZIA il 21 giugno 2009
le ore di luce saranno di 14h e 26 minuti

La giornata che ha la durata di luce più corta è il solstizio invernale:
A ROMA (41° 51’) il 22 dicembre 2008
le ore di luce saranno di 8h e 40 minuti
Per le città fra 45° e 46°
TORINO, MILANO VENEZIA il 22 dicembre 2008
le ore di luce saranno di 8h e 32 minuti

Ore di luce = ore di radiazioni emesse dal sole.

Alla luce di quanto sopra espresso durante l’anno si hanno due punti dove le ore di luce sono identiche alle ore di buio, un punto dove si ha il massimo di ore di luce e un punto dove si ha il minimo di ore di luce.

All’incirca avremo prossimamente questi punti di ore di luce:

Solstizio invernale: 22-12-2008 circa 8h 30min
Equinozio primaverile: 20-03-2009 12h
Solstizio estivo: 21-06-2009 circa 14h 30min
Equinozio autunnale: 22-09-2009 12h
Solstizio invernale: 22-12-2009 circa 8h 30min

Se si mettono questi punti su un grafico si inizia ad intravedere la produttività di un impianto solare, sia che sia utilizzato per produrre elettricità che calore.
Ovviamente sapere quanto durano le ore di luce in un giorno non serve solo per analizzare la produttività fotovoltaica o solare termica ma sapere ciò è alla base di molti fenomeni che in seguito ci farà comodo riprendere.
Ovviamente queste condizioni non tengono conto di molti fattori, ad esempio la presenza di montagne o colline o di altri ostacoli naturali o artificiali ecc.

Il mercato dell’energia elettrica (parte 1)

QUALI SONO I NUMERI DEL MERCATO DELL’ENERGIA IN ITALIA?

Prima di addentrarci nelle cifre è necessario conoscere quali sono le caratteristiche della popolazione italiana (fonte ISTAT), sono una popolazione residente nel 2005 di 58.135.000 persone in 23.267.000 nuclei familiari con un numero medio di 2,5 componenti, le persone occupate sono 22.562.000 di cui 947.000 in agricoltura (4,2%), 6.940.000 nell’industria (30,76%) e 14.675.000 nei servizi (65,04%).

I componenti principali del mercato energetico possono essere riassunti sotto 3 elementi:
la produzione, il trasporto e il consumo.

PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA IN ITALIA
La produzione è data dalle centrali elettriche, che si distinguono dalla tecnologia adottata, abbiamo quindi centrali TERMOELETTRICHE, IDROELETTRICHE, GEOTERMOELETTRICA, EOLICA e FOTOVOLTAICA.

Le principali società che in ITALIA si occupano di generare l’energia elettrica sono: GRUPPO ENEL, GRUPPO EDISON, EDIPOWER, GRUPPO ENI, ENDESA ITALIA, TIRRENO POWER, GRUPPO ERG, GRUPPO SARAS, AEM MILANO, ACEA ELECTRABEL e altri ……

La produzione come per qualsiasi lavoro, in termini fisici, ha un valore lordo e un valore netto che è dato sottraendo il rendimento e le perdite, nel caso della produzione elettrica sottraiamo anche i consumi relativi dei servizi ausiliari delle stesse centrali e l’energia destinata ai pompaggi.
(“Produzione LORDA” - rendimento, perdite, consumi ausiliari,= “Produzione NETTA”)

Un piccolo inciso per definire il pompaggio: sono quelle centrali, normalmente idroelettriche, che sfruttano il salto dell’acqua per generare elettricità: l’acqua viene raccolta in un serbatoio nei pressi della centrale ed in ore notturne (quando c’è un surplus di energia), pompano l’acqua utilizzata per riempire il serbatoio a monte.

I dati si riferiscono all’anno 2007 e sono in gigawattora GWh:
Produzione: LORDA: NETTA:
313.888 GWh 301.299 GWh
Termoelettrica 265.764 254.022
Idroelettrica 38.481 37.962
Geotermoelettrica 5.569 5.243
Eolico 4.034 4.033
Fotovoltaico 39 39

Consumi servizi ausiliari: 12.589

Dalla “Produzione NETTA” è necessario sottrarre l’energia destinata ai pompaggi così si ottiene la “Produzione NETTA destinata ai consumi” tenere conto delle importazioni (+) ed esportazioni (-) e dell’energia destinata ai pompaggi (-), così otterremo il dato della produzione netta destinata al consumo:
Produzione netta: 301.299 GWh
Energia destinata ai pompaggi: -7.653 GWh
Produzione netta destinata al consumo: 293.645 GWh

A questo punto bisogna tenere conto delle importazioni (+) ed esportazioni (-), così otterremo il dato della produzione netta destinata al consumo:
Produzione netta destinata al consumo: 293.645 GWh
Esportazione -2.648 GWh
Importazioni +48.930 GWh
Richiesta totale ITALIA: 339.928 GWh

Finalmente a questo dato sottraendo le perdite per il trasporto otteniamo l’ ENERGIA ELETTRICA CONSUMATA IN ITALIA NEL 2007:
Richiesta totale ITALIA: 339.928 GWh
Perdite: 20.975 GWh
Totale consumi Italiani: 318.952 GWh

IL CONSUMO DI ENERGIA ELETTRICA IN ITALIA:

A chi è destinata l’energia elettrica in ITALIA o meglio come è suddiviso il consumo dell’energia elettrica, da TERNA abbiamo questi dati:
Agricoltura 5.659 1,8%
Industria 155.804 48,9%
Terziario 86.001 + Trazione FS 4.267 = 90.268 28,3%
Usi domestici 67.220 21,0%

Il consumo dunque può essere suddiviso al 21% per gli usi domestici e il 79% alla produzione.

L’energia destinata alla produzione, la somma dell’industria + il terziario + l’agricoltura consumano 251.731 GWh, che si possono suddividere e confrontare con la percentuale di occupati per ciascun comparto, otteniamo questi dati:
61,9% per l’industria (con il 30,76% di occupati),
35,8% per il terziario (con il 65,04% di occupati), e
2,30% per l’agricoltura (con il 4,2% di occupati).

Il mercato dell’energia elettrica (parte 2)

LE CENTRALI ELETTRICHE IN ITALIA:

La produzione di energia elettrica si effettua con differenti tipi di tecnologie che ne stabiliscono le caratteristiche, le centrali si differenziano anche per la capacità di produzione, dalla fonte primaria utilizzata, dal tempo di avviamento ecc.. normalmente si definiscono 2 dati: 1 la potenza totale installata, 2 la produzione annua.

La potenza è espressa in MW megawatt, la produzione annua in MWh megawattora o in TWh. Una centrale elettrica di 1 MW se fosse sempre in funzione tutto l’anno produrrebbe MWh 8.760 MWh. (Produzione istantanea 1 MW x (ore totali anno (24x365=8760)) = 8760 MWh oppure 8,76 TWh)

Nel 2007 la potenza delle centrali installate in ITALIA era di 97.225 MW, cosi suddivise:

Impianti idroelettrici 21.475 MW
Impianti termoelettrici 72.239 MW
Impianti geotermoelettrici 711 MW
Impianti eolici 2.800 MW

Se riprendiamo l’esempio di cui sopra la produzione totale potrebbe essere di: 97.225 x 8760 = 851.691.000 MWh più che sufficiente a coprire il fabbisogno italiano, ma si sa gli impianti non hanno tutti la capacità di produrre al 100% sempre perché c’è bisogno di fermate per manutenzione, per gli impianti idroelettrici talvolta non c’è la portata nominale per una produzione al 100% ecc.. ecc..

Dunque la potenza installata è di 97.225 MW (megawatt) che equivale a 97,2 GW (gigawatt), questo dato è quello che normalmente si prende in considerazione quando si valuta la potenza installata nel mondo.

Ma in numeri quante sono le centrali in ITALIA?
A fine 2007 le centrali elettriche italiane ammontavano a 13.109, cosi suddivise:
Impianti Idroelettrici 2.135
Impianti Termoelettrici 1.087
Sezioni Termoelettriche 2.037
Impianti Eolici Fotovoltaici 7.850

Si può affermare che questo numero è destinato ad aumentare, specialmente per la tecnologia eolica e fotovoltaica per effetto del conto energia i cui effetti dovrebbero essere una sempre più diffusa costruzione di mini o microcentrali di produzione; ciò potrebbe contenere la costruzione di elettrodotti ad altissimo voltaggio. Questo mi da l’opportunità di illustrare lo sviluppo della rete di trasporto di energia che in ITALIA è di circa 67.300 km, che possiamo suddividere a seconda della tensione di trasporto nei 3 seguenti gruppi:
10.600 km a 380 kV
11.400 km a 200 kV
45.300 km a 120-150 kV

Per riportare ad una tensione più bassa ci sono circa 2.000 cabine primarie, la rete si estende ancora per:
300.000 km in media tensione (MT)
800.000 km in bassa tensione dei distributori (BT)
con l’apporto di circa 400.000 cabine MT/BT

Per finire ancora una domanda: ma tutta questa energia dove si consuma?
Le statistiche ci dicono che i consumi elettrici possono essere così suddivisi:
Motori 45-50 %
Illuminazione 12-15 %
Elettrodomestici 12-15 %
ICT, stand by carica batterie 4 %

In conclusione, l’energia elettrica è un bene che purtroppo si produce e si deve consumare quasi all’instante, non si può accumulare, come tutti i beni bisognerebbe non sciuparla inutilmente per cui occorre mettere al bando gli sprechi.

Ho illustrato i dati 2007 perché questa è una data storica che segna l’inizio di una vera liberalizzazione della produzione dell’energia, da quest’anno possiamo aspettarci che il numero delle centrali elettriche evolveranno in numero con una produzione di piccola taglia (vedi le centrali fotovoltaiche o le centrali minieoliche o la microcogenerazion).

Il mercato dell’energia elettrica (parte 3)

QUALI SONO I NUMERI DELL’ENERGIA ELETTRICA MONDIALE?

Ho potuto trarre da uno studio ENERDATA valori datati 2006, per un confronto i dati sono stati suddivisi per continente e la produzione è stata suddivisa nelle 6 tecnologie (idrica, fotovoltaica, eolica, termica, geotermica e nucleare), ovviamente i dati si riferiscono ad una produzione lorda generata, i dati sono in GW (gigawatt) per gli impianti ed in TWh (terawattora) per la produzione annuale; abbiamo 2 dati:
1) per la produzione annuale: 1TWh = 1.000GWh = 1.000.000 MWh = 1.000.000.000 KWh, e
2) per gli impianti di generazione: 1TW = 1.000GW = 1.000.000 MW = 1.000.000.000 KW.

A1) Produzione elettrica MONDIALE 2006 : 18.891,3 TWh (18.891.300.000.000KWh)

A1.1) Suddivisa per tecnologia (TWh):
1- Termica 12.788,0 TWh
2- Idrica 3.135,5 TWh
3- Nucleare 2.787,2 TWh
4- Eolica 120,9 TWh
5- Fotovoltaica 3.8 TWh
6- Geotermica 55,8 TWh

A1.2) Suddivisa per continente (TWh):
1- EUROPA 5.916,0 TWh 31,3%
2- AMERICA 6.176,0 TWh 32,2%
3- ASIA 6.014,5 TWh 31,8%
4- AFRICA 580,3 TWh 3,1%
5- OCEANIA 305,2 TWh 1,6%

Per un giusto peso è necessario esprimere anche il numero di abitanti suddiviso per il numero di abitanti che al 2006 erano circa 6.512.100.000 e che erano così distribuiti:

Europa 644.900.000 9,9%
Asia 3.887.300.000 59,7%
Africa 981.300.000 15,1%
America 963.300.000 14,8%
Oceania 35.200.000 0,5%TOTALE 6.512.100.000 100%

A2) Potenza Lorda degli impianti di generazione MONDIALE 2006: in 4.417 GW

A2.1) Suddivisa per tecnologia (GW):
1- Termica 3.073,8 GW
2- Idrica 885,5 GW
3- Nucleare 371,8 GW
4- Eolica 70,4 GW
5- Fotovoltaica 5,9 GW
6- Geotermica 9,6 GW

A2.2) Suddivisa per continente (GW):
1- EUROPA 1.391,1 GW 31,5%
2- AMERICA 1.489,9 GW 33,7%
4- ASIA 1.353,8 GW 30,7%
3- AFRICA 120,5 GW 2,7%
5- OCEANIA 61,7 GW 1,4%

La rappresentazione di una situazione talune volte è poco commentabile in questo caso perché il risultato è frutto di anni di opportunità, di politiche e di credenze ecc.., di certo in questi ultimi anni le fonti rinnovabili sono più conosciute e le politiche locali hanno aperto ai cittadini il loro utilizzo per cui in futuro vedremo il dato di questa fonte aumentare, potrei affermare anche che il nucleare non è alla portata di tutti (forse più per problemi militari che altro) ma è la fonte che ha il miglior rapporto produzione/superficie.

Proseguiamo nella fotografia della potenza degli impianti elettrici di generazione nel mondo (1° dato in colonna) riportando i valori nelle differenti tecnologie, e nella colonna successiva riporto i dati della produzione totale sempre suddivisa come sopra descritto.

Per ciascun continente i dati espressi sono elencati in ordine decrescente della potenza di generazione:

In EUROPA: 1.391,1 GW 31,5% 5.916,0 TWh 31,3%
1- Termica 877,9 GW 3.695,4 TWh
2- Idrica 287,5 GW 855,5 TWh
3- Nucleare 173,1 GW 1.268,5 TWh
4- Eolica 48,2 GW 85,2 TWh
5- Fotovoltaica 3,4 GW 2,7 TWh
6- Geotermica 0,9 GW 8,6 TWh

In AMERICA: 1.489,9 GW 33,7% 6.0176,0 TWh 32,2%
1- Termica .048,8 GW 3.715,1 TWh
2- Idrica 306,6 GW 1.365,1 TWh
3- Nucleare 117,1 GW 942,3 TWh
4- Eolica 12,4 GW 28,5 TWh
6- Geotermica 4,4 GW 24,3 TWh
5- Fotovoltaica 0,6 GW 0,6 TWh

In ASIA: 1.353,8 GW 30,7% 6.014,5 TWh 31,8%
1- Termica 1.006,7 GW 4.643,8 TWh
2- Idrica 253,5 GW 779,1 TWh
3- Nucleare 79,9 GW 565,9 TWh
4- Eolica 8,3 GW 5,9 TWh
6- Geotermica 3,6 GW 19,7 TWh
5- Fotovoltaica 1,8 GW 0,02 TWh

In AFRICA: 120,5 GW 2,7% 580,3 TWh 3,1%
1- Termica 95,2 GW 473,3 TWh
2- Idrica 3,0 GW 94,8 TWh
3- Nucleare 1,8 GW 10,6 TWh
4- Eolica 0,3 GW 1,1 TWh
6- Geotermica 0,1 GW
5- Fotovoltaica 0 GW 0,5 TWh

In OCEANIA: 61,7 GW 1,4% 305,2 TWh 1,6%
1- Termica 41,9 GW 259,9 TWh
2- Idrica 15,0 GW 41,3 TWh
4- Eolica 1,1 GW 0,9 TWh
6- Geotermica 0,4 GW 3,0 TWh
5- Fotovoltaica 0 GW 0,01 TWh

Per i patiti di classifiche di divisioni sottrazioni e moltiplicazioni posso affermare che questi dati possono essere incrociati in moltissimi modi dando risultati che si possono commentare come l’efficienza, il rapporto con la popolazione, i rischi ecc.... tuttavia a prima vista le 3 prime posizioni sono identiche per tutti: si utilizza energia 1) termica, 2) idrica e 3) nucleare che appunto rispecchiano la facilità o meno del reperimento delle risorse e della geografia del mondo.

Quando è dichiarata la tecnologia “termica” le fonti primarie utilizzate sono il petrolio e il gas e il carbone. Dalla ricerca si può ricavare che le fonti utilizzate nel mondo per produrre l’energia elettrica MONDIALE 2005 (TOTALE 18.139 Mtep) sono:
Carbone 7.190 Mtep
Gas naturale 3.657 Mtep
Idroelettrico 2.977 Mtep
Nucleare 2.764 Mtep
Petrolio 1.194 Mtep
Rinnovabili 148 Mtep
Altro 209 Mtep

Con questo dato concludo questa parte che vuole essere un punto di partenza per le prossi riflessioni.