A B C G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

D E F

Decreto Bersani
La liberalizzazione del mercato dell'energia elettrica si è realizzata in Italia per effetto del decreto legislativo del 16 marzo 1999 n. 79, che ha recepito la direttiva n. 96/92/CE del 19 dicembre 1996, concernente norme comuni per il mercato interno dell'energia elettrica. Noto come decreto Bersani (da Pierluigi Bersani, all'epoca ministro dell'Industria), il decreto legislativo n. 79/’99 ha stabilito che sono completamente libere le attività di produzione, importazione, esportazione, acquisto e vendita di energia elettrica, mentre le attività di trasmissione e dispacciamento sono riservate allo Stato, che le attribuisce in concessione al Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale (GRTN). Per trasmissione si intende l'attività di trasporto e trasformazione dell'energia elettrica sulla rete interconnessa ad alta tensione, mentre dispacciamento è l'attività diretta ad impartire disposizioni per l'utilizzazione e l'esercizio coordinato degli impianti di produzione, della rete di trasmissione e dei servizi ausiliari. Il GRTN provvede a connettere alla rete di trasmissione nazionale tutti i soggetti che ne facciano richiesta, nel rispetto di determinate regole tecniche e di condizioni tecnico-economiche di accesso e di interconnessione fissate dall'Autorità per l'energia elettrica e il gas. Inoltre, il GRTN fornisce ai soggetti responsabili di ogni altra rete dell'Unione Europea interconnessa con la rete di trasmissione nazionale le informazioni necessarie per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente, lo sviluppo coordinato e l'interoperabilità delle reti interconnesse. La distribuzione è il trasporto e la trasformazione di energia elettrica su reti di distribuzione a media e bassa tensione per le consegne ai clienti finali. L'attività di distribuzione viene svolta da imprese che operano sulla base di concessioni rilasciate dallo Stato. L'attività di vendita dell'energia elettrica è esercitata dai cosiddetti clienti grossisti, che acquistano e vendono energia elettrica senza esercitare attività di produzione, trasmissione e distribuzione. Il decreto Bersani individua la figura del cliente idoneo come la persona fisica o giuridica che ha la capacità, di stipulare contratti di fornitura con qualsiasi produttore, distributore o grossista sia in Italia sia all'estero, in riferimento a soglie di consumo, inizialmente fissate in 30 GWh/anno, poi ridotte a 20 (dal 1° gennaio 2000), a 9 (dal 1° gennaio 2002). A decorrere dal 1° luglio 2004 è cliente idoneo ogni cliente finale non domestico. Dal 1° luglio 2007 sarà cliente idoneo ogni cliente finale, realizzandosi così la liberalizzazione completa del settore.
Decreto Letta
La liberalizzazione del mercato del gas si è realizzata in Italia per effetto del decreto legislativo del 23 maggio 2000 n. 164, che ha recepito la direttiva n. 98/30/CE del 28 giugno 1998, relativa a norme comuni per il mercato interno del gas naturale. Noto come decreto Letta (da Enrico Letta, all'epoca ministro dell'Industria), il decreto legislativo n. 164/2000 ha stabilito che sono completamente libere le attività di importazione, trasporto e dispacciamento, distribuzione e vendita di gas naturale. Dispacciamento è l'attività diretta ad impartire disposizioni per l'utilizzazione e l'esercizio coordinato degli impianti di coltivazione, di stoccaggio, della rete di trasporto e di distribuzione e dei servizi accessori. Trasporto è il vettoriamento di gas naturale attraverso la rete di gasdotti, esclusi quelli di coltivazione e le reti di distribuzione. La distribuzione è il trasporto di gas naturale attraverso reti di gasdotti locali per la consegna ai clienti, mentre la fornitura è la consegna o la vendita di gas. L'attività di vendita è incompatibile con quella di trasporto o distribuzione: anche nel caso del gas viene individuata nel cliente grossista la persona fisica o giuridica che acquista e vende gas. I clienti idonei erano stati individuati nelle imprese produttrici di energia elettrica e in quelle che acquistano il gas per la cogenerazione di energia elettrica e calore, indipendentemente dalla soglia di consumo. Per le altre imprese era stata fissata una soglia di acquisto pari a 200.000 Smc/anno. A decorrere dal 1º gennaio 2003 tutti i clienti sono idonei, per cui anche gli utenti domestici possono scegliersi il fornitore che offre le condizioni più convenienti.
Densità di corrente
E' la quantità di carica per unità di tempo che attraversa l'unità di superficie (per una sezione trasversale): siano N il numero dei portatori di carica per m3 ognuno di essi di carica q che si muovono entro il conduttore con velocità vd detta velocità di deriva; allora la carica che fluisce nell'unità di tempo attraverso una sezione A del conduttore è:

dove è il versore normale alla superficie A. Si chiama allora vettore densità di corrente il vettore:

Questo è un vettore che ha la stessa direzione e lo stesso verso della velocità di deriva dei portatori di carica che a sua volta ha direzione uguale e concorde al campo elettrico se la carica q è positiva e discorde se negativa. In ogni caso è parallelo e concorde al campo elettrico e si misura in .

La corrente elettrica I è definita come il flusso netto della densità di corrente attraverso una superficie del conduttore:

La densità di corrente può essere dovuta sia a portatori positivi che negativi e quindi in generale è definita come:

dove N + ed N − è il numero di portatori di cariche per metrocubo rispettivamente di cariche q + e q − che attraversano la stessa sezione di conduttore con velocità e . È una grandezza vettoriale.
Devolatizzazione del carbone.
La devolatilizzazione del carbone consiste sostanzialmente nella pirolisi di questo combustibile, nel corso della quale si formano tre classi di prodotti: i gas leggeri, il tar e il char. I gas leggeri sono i primi a liberarsi e trascinano con sé anche il tar, definito come una frazione dei prodotti di pirolisi che si separa dalla rimanente frazione solida. Alla temperatura ambiente si presenterebbe in fase liquida ma, per via delle elevate temperature che si instaurano nella camera di combustione, si trova in fase vapore. Rimane il char, costituito da particelle sferoidali solide porose con un elevato contenuto di carbonio, quasi totalmente in forma aromatica o grafitica. Questo è l’ultimo prodotto a reagire nella combustione.
Diagramma di potenza
Limiti di funzionamento ammissibili di un generatore sincrono nel piano cartesiano Potenza reattiva/Potenza attiva, definiti sulla base delle temperature o delle sovratemperature ed, eventualmente, della stabilità statica. Il diagramma è tracciato per il funzionamento a tensione e a frequenza nominali e, per le macchine raffreddate con idrogeno, a pressione nominale di idrogeno. Esso è tipicamente costituito dall'insieme di curve che definiscono il limite per:

• riscaldamento dell'avvolgimento di eccitazione,
• riscaldamento dell'avvolgimento statorico,
• riscaldamento delle parti di estremità,
• potenza meccanica del motore primo,
• stabilità statica.

Digestione anaerobica
Per digestione anaerobica si intende la degradazione di sostanza organica da parte di microrganismi in condizioni di anaerobiosi. Si tratta di un processo alternativo al compostaggio, che è al contrario strettamente aerobico. Convenzionalmente, in relazione al tipo di batteri utilizzati, esistono due differenti intervalli di temperatura in cui viene condotta la digestione anaerobica:

• con batteri mesofili si lavora a temperature comprese tra 20-45 °C, con un intervallo ottimale di 37°-41°C;
• con batteri termofili le condizioni di esercizio ottimali implicano un intervallo di temperatura compreso tra i 50°-52 °C, con temperature che possono anche essere relativamente elevate e superare i 70 °C.

Il tempo di residenza in un digestore varia in funzione della quantità di materiale da trattare, del tipo di materiale e dalla temperatura di esercizio. Altro parametro particolarmente importante è il valore di pH. Nel caso della digestione condotta con batteri mesofili il tempo di residenza è compreso tra i 15 e i 30 giorni. Nel caso della digestione UASB con batteri mesofili, che permette il trattamento delle acque reflue, i tempi di residenza differiscono in relazione alla parte liquida e a quella solida, con i primi che rispettivamente rientrano nell'arco di un giorno mentre i secondi non superano i 90 giorni. Nel caso di un processo con batteri termofili le temperature più elevate permettono di velocizzare la digestione, richiedendo solamente due settimane per giungere a completamento. Di contro la digestione termofila ha un costo maggiore, richiede più energia ed è più critica dell'analogo processo mesofilo. Quest'ultimo è quindi quello attualmente più utilizzato. I digestori più comuni sono quelli continui: possiedono dispositivi meccanici o idraulici atti a mescolare il materiale e a estrarne in continuazione gli eccessi per mantenere un volume ragionevolmente costante, durante l'aggiunta continua di materiale organico. L'altra tipologia di digestori è quella discontinua batch, impiantisticamente più semplice ma che ha lo svantaggio di emettere odori e di possedere cicli di svuotamento problematici: una volta avvenuta l'alimentazione iniziale il reattore viene chiuso e sull'intera massa trattata non agisce alcun dispositivo di sorta per tutta la durata del processo. La digestione del materiale organico biodegradabile implica l'uso di molte differenti specie di batteri occorrenti in natura, ognuna delle quali ha un ruolo differente in una differente fase del processo di digestione. Lo stretto controllo delle condizioni operative di un digestore è essenziale per assicurare la crescita batterica e l'effettivo verificarsi del biochimismo necessario per il buon fine della digestione stessa. La digestione anaerobica è suddivisibile in quattro stadi:

1. Idrolisi, dove le molecole organiche subiscono scissione in composti più semplici quali i monosaccaridi, amminoacidi e acidi grassi.
2. Acidogenesi, dove avviene l'ulteriore scissione in molecole ancora più semplici come gli acidi grassi volatili (ad esempio acido acetico, propionico, butirrico e valerico), con produzione di ammoniaca, anidride carbonica e acido solfidrico quali sottoprodotti.
3. Acetogenesi, dove le molecole semplici prodotte nel precedente stadio sono ulteriormente digerite producendo biossido di carbonio, idrogeno e principalmente acido acetico.
4. Metanogenesi, con produzione di metano, biossido di carbonio e acqua.

La digestione anaerobica può essere effettuata sia a umido che a secco. La digestione a secco si riferisce a miscele di materiale con contenuto minimo in solidi del 30%, mentre la digestione a umido si riferisce a miscele con un minimo del 15% di contenuto in solidi. Uno dei sottoprodotti della digestione anaerobica èil biogas. Il biogas è una miscela gassosa composta prevalentemente da metano e anidride carbonica, ma contenente anche una piccola quantità di idrogeno e occasionalmente tracce di acido solfidrico. Il biogas può essere bruciato per produrre elettricità, solitamente tramite motore a scoppio o microturbina. Il gas è spesso utilizzato anche per la cogenerazione, generando elettricità e sfruttando il calore per riscaldare gli stessi digestori o effettuare il teleriscaldamento. L'elettricità prodotta dalla digestione anaerobica viene considerata una forma di energia verde. Dato che il gas non viene rilasciato direttamente nell'atmosfera e l'anidride carbonica deriva da fonte organica caratterizzata da breve ciclo del carbonio, il biogas con la sua combustione non contribuisce all'aumento delle concentrazioni atmosferiche di CO2 e grazie a ciò viene considerato una fonte energetica a basso impatto ambientale. La produzione di biogas non avviene in modo costante, durante il processo della digestione anaerobica; il livello massimo viene raggiunto durante la fase centrale del processo. Nelle prime fasi della digestione la produzione di biogas è minore, perché i batteri non si sono ancora riprodotti abbastanza. Verso le fasi finali, resta solamente il materiali più difficilmente digeribile, con una conseguente diminuzione della quantità di biogas prodotto.
Dispacciamento
E’ l’attività diretta ad impartire disposizioni per l’utilizzazione e l’esercizio coordinati degli impianti di produzione, della rete di trasmissione e dei servizi ausiliari ai fini dell’equilibrio tra immissioni e prelievi di energia elettrica dovuti alla produzione e al consumo di potenza attiva e reattiva ad ogni istante.
Dissipazione di energia
Perdita di energia, in genere causata da conversione in calore.
Distorsione armonica di ordine n
Rapporto tra il valore efficace dell'armonica di ordine n di una grandezza alternata ed il valore efficace della sua fondamentale.
Distributore
Il soggetto che svolge il servizio di distribuzione di energia elettrica sulla base di concessioni rilasciate dal Ministero dell'Industria, del Commercio e dell'Artigianato.
Distribuzione
Il trasporto e la trasformazione di energia elettrica su reti di distribuzione ad alta, media e bassa tensione per la consegna ai Clienti Finali.
Dose equivalente (radioattività).
La dose equivalente è una grandezza fisica che misura gli effetti biologici e il danno provocato dall'assorbimento di radiazioni su un organismo o su un determinato organo o tessuto. Rispetto alla dose assorbita, che misura in assoluto una dose di energia assorbita da una unità di massa, la dose equivalente riflette piuttosto gli effetti biologici della radiazione sull'organismo. I diversi tipi di radiazione possono essere infatti più o meno dannosi per l'organismo. La dose equivalente H si ottiene moltiplicando la dose assorbita A per un fattore adimensionale di ponderazione wr che tiene conto della diversa pericolosità dei vari tipi di radiazione. Raggi X e gamma, vengono considerati come radiazione di riferimento e ad essi si associa per definizione il valore di wr = 1. Per raggi beta si ha ancora wr = 1. Mentre per i raggi alfa, più dannosi per l'organismo, wr = 20. Per i fasci di neutroni wr può equivalere da 3 a 11 a seconda dell'energia del fascio. La dose equivalente si misura in sievert (Sv). Un sievert a differenza di un gray (Gy) (unità di misura della dose assorbita), produce gli stessi effetti biologici indipendentemente dal tipo di radiazione considerata. Viene introdotta inoltre anche l'intensità di dose equivalente definita come la dose equivalente ricevuta nell'unità di tempo o tasso di dose. L'intensità di dose equivalente si misura in sievert al secondo (Sv/s). Infatti, per quanto il danno biologico sia direttamente legato alla dose equivalente, un organismo ha una certa facoltà di riparare nel tempo il danno biologico causato dalla radiazione.
Ecologia.
L'ecologia (dal greco: oikos, casa o ambiente e logos, discorso o studio) è la disciplina che studia l'ecosfera, ossia la porzione della Terra in cui è presente la vita in aggregati sistemici detti "ecosistemi", le cui caratteristiche sono determinate dall'interazione degli organismi tra loro e con l’ambiente circostante o ancora porzioni dell'ecosfera stessa. In pratica l'ecologia si occupa di cinque livelli di complessità del vivente: le popolazioni, le comunità, gli ecosistemi, i paesaggi o biomi, l'ecosfera. Una porzione di biosfera delimitata naturalmente può contenere un ecosistema; i fattori ambientali che determinano un ecosistema sono solitamente classificati in fattori biotici, abiotici e limitanti; ecosistemi di livello inferiore possono essere contenuti in ecosistemi più ampi. Più ecosistemi, aggregandosi, formano un paesaggio e più paesaggi compongono l'ecosfera, massimo livello di aggregazione della materia vivente. Il termine ecologia fu coniato dal biologo tedesco Ernst Haeckel nel 1866. Egli la definì come “l’insieme di conoscenze che riguardano l'economia della natura; l’indagine del complesso delle relazioni di un animale con il suo contesto sia inorganico sia organico, comprendente soprattutto le sue relazioni positive e negative con gli animali e le piante con cui viene direttamente o indirettamente a contatto. In una parola, l’ecologia è lo studio di tutte quelle complesse relazioni alle quali Darwin fece riferimento come alle condizioni della lotta per l’esistenza”. La Teoria dei sistemi viventi è un elemento fondamentale dello studio ecologico. Un altro concetto importante è la Teoria della selezione naturale. È necessario puntualizzare la differenza tra il termine ecologia portato alla ribalta dal movimento ambientalista negli anni ‘60 e ’70, ed il corretto significato scientifico dell’ecologia, che fino ad allora era stata familiare solo a un gruppo ristretto di accademici e biologi. Per gli ambientalisti l’ecologia è la disciplina in grado di fornire una “guida” per le relazioni dell’uomo con il proprio ambiente e, con la diffusione del movimento, divenne un termine utilizzato quotidianamente e spesso impropriamente (p. esempio: ecologia = studio dell'inquinamento). Tale tendenza si manifesta ancora oggi, confondendo spesso erroneamente l’ecologia con l'ambiente, con la conservazione della natura o con altri concetti e studi simili. L’”ambientalismo” è attivismo con lo scopo di migliorare l’ambiente soprattutto attraverso attività educative pubbliche, propaganda di idee, programmi legislativi e convenzioni. L’”ambiente”, relativo ad uno specifico soggetto vivente (singolo o collettivo), è l'insieme delle condizioni e degli elementi del paesaggio circostante (in senso ecologico) con cui un organismo stabilisce una o più relazioni di varia importanza o tipo. La definizione di ecologia quindi è ben diversa da quella che la maggior parte della gente dà convenzionalmente al termine. Innanzitutto l’ecologia è una scienza, cioè un complesso organico di conoscenze. Usualmente viene definita come “lo studio scientifico delle relazioni tra gli organismi e l’ambiente”, considerando come:
- Relazioni, sia le interazioni con il mondo fisico, sia quelle con tutte le altre specie e con la propria
- Ambiente, sia il contesto delle componenti viventi, sia le condizioni fisiche relazionate con un organismo.

Ecosistema.
Un ecosistema è una porzione di biosfera delimitata naturalmente, cioè l'insieme di organismi animali e vegetali che interagiscono tra loro e con l'ambiente che li circonda. Il termine "ecosistema" si deve all'ecologo inglese Arthur Tansley che lo formulò nel 1935. Ogni ecosistema è costituito da una comunità di organismi ed elementi non viventi con il quale si vengono a creare delle interazioni reciproche in equilibrio dinamico. Un ecosistema viene definito come un sistema aperto, con struttura e funzione caratteristica determinata da:
- Flusso di energia;
- Circolazione di materia tra componente biotica e abiotica.
Gli ecosistemi presentano quattro caratteristiche comuni:
- sono sistemi aperti;
- sono strutture interconnesse con altri ecosistemi;
- tendono a raggiungere e a mantenere nel tempo una certa stabilità;
- sono sempre formati da una componente abiotica e da una componente biotica.
La componente abiotica è costituita dagli elementi non viventi, dai composti organici e inorganici e da fattori climatici. La componente biotica è costituita da organismi animali e vegetali; si possono distinguere tre diverse categorie: i produttori primari, i consumatori, e i decompositori.
Nella quasi totalità degli ecosistemi terrestri il flusso di energia si origina dalla radiazione solare che, a differenza della materia, non è riciclabile, ma viene mandata in modo costante dal Sole. Una volta raggiunta la Terra solo una piccola parte di questa energia viene catturata ed utilizzata dagli organismi autotrofi fotosintetici per la trasformazione della sostanza inorganica in sostanza organica. La reazione chimica che permette di immagazzinare l'energia luminosa solare è la fotosintesi clorofilliana, che avviene nelle parti verdi delle piante acquatiche e terrestri, microscopiche come le alghe unicellulari o enormi come la sequoia. In questo modo si ottengono i tre tipi fondamentali di composti organici: carboidrati, grassi e proteine.
Attraverso la catena alimentare, la materia organica viene poi utilizzata come fonte di energia dagli organismi eterotrofi, entrando così in circolo nell'ecosistema. La catena alimentare è una semplificazione del rapporto che esiste tra gli organismi viventi, e prende in esame uno solo dei possibili percorsi che la materia compie nell'ecosistema. È preferibile parlare di rete alimentare perché i rapporti tra i viventi sono estremamente complessi, specialmente negli ecosistemi evoluti, come il climax. In sintesi parte delle sostanze chimiche inorganiche presenti nel terreno (cioè acqua e sali minerali) e nell'aria (anidride carbonica), vengono trasformate in sostanze organiche, che costituiscono prima di tutto i tessuti degli organismi vegetali, le piante cioè, che sono il primo anello della catena alimentare, e vengono definite produttori. I consumatori primari, cioè gli erbivori (insetti e animali superiori) se ne nutrono, e sfruttano l'energia chimica immagazzinata nelle sostanze organiche prodotte dai produttori. A loro volta questi consumatori primari sono preda dei consumatori secondari, cioè dei carnivori, predatori, (ad esempio grandi felini, rapaci, invertebrati predatori come ragni e scorpioni, pesci, e così via). A volte è difficile stabilire in modo preciso i vari rapporti che si formano tra prede e predatori, con i consumatori che possono essere primari, cioè di primo livello, secondari, cioè di secondo livello, e così via, sino ad arrivare ai predatori apicali, che di solito, in un ecosistema sono sempre poco numerosi. Tra i consumatori apicali o finali ci sono i grandi rapaci, come l'aquila, oppure, tra i mammiferi, il lupo, la volpe, o la tigre e il leone, a seconda dell'ambiente geografico. Quando produttori e consumatori muoiono e non vengono utilizzati da altri membri della catena, i decompositori (batteri, funghi) smontano le sostanze organiche in elementi e composti inorganici che concimeranno il terreno ed entreranno di nuovo nel ciclo. Un ecosistema è in equilibrio quando la catena del ciclo alimentare si chiude e quando le innumerevoli e multiformi relazioni fra gli organismi viventi (come il parassitismo, simbiosi, commensalismo) funzionano in modo da regolare il delicato meccanismo di un ecosistema all'interno dell'ecoregione.
Effetto fotovoltaico
L'effetto fotovoltaico si realizza quando un elettrone presente nella banda di valenza di un materiale (generalmente semiconduttore) passa alla banda di conduzione a causa dell'assorbimento di un fotone sufficientemente energetico incidente sul materiale. L'effetto fotovoltaico, osservato per la prima volta da Alexandre Edmond Becquerel nel 1839, costituisce una delle prove indirette della natura corpuscolare delle onde elettromagnetiche. La teoria fisica che spiega l'effetto fotoelettrico, del quale l'effetto fotovoltaico ne rappresenta una sottocategoria, fu pubblicata nel 1905 da Albert Einstein che per questo ricevette il premio Nobel. Quando una radiazione elettromagnetica investe un materiale può, in certe condizioni, cedere energia agli elettroni più esterni degli atomi del materiale e, se questa è sufficiente, l'elettrone risulta libero di allontanarsi dall'atomo di origine. L'assenza dell'elettrone viene chiamata in questo caso lacuna. L'energia minima necessaria all'elettrone per allontanarsi dall'atomo (passare quindi dalla banda di valenza che corrisponde allo stato legato più esterno alla banda di conduzione ove non è più legato) deve essere superiore alla banda proibita (band gap) del materiale. Questo fenomeno viene usualmente utilizzato nella produzione elettrica nelle celle fotovoltaiche. Il meccanismo di funzionamento si basa sull'utilizzo di materiali semiconduttori. Infatti, nel caso di materiali isolanti, il band gap risulta troppo elevato per poter essere eguagliato dall'energia del fotone incidente, mentre per i materiali conduttori l'energia del band gap è piccolissima, quindi a temperatura ambiente c'è una continua creazione e distruzione di coppie elettrone-lacuna e l'energia necessaria alla creazione viene fornita direttamente dalle fluttuazioni termiche. Quando un flusso luminoso investe invece il reticolo cristallino di un semiconduttore, si verifica la transizione in banda di conduzione di un certo numero di elettroni al quale corrisponde un egual numero di lacune che passa in banda di valenza. Si rendono pertanto disponibili portatori di carica, che possono essere sfruttati per generare una corrente. Per realizzare ciò è necessario creare un campo elettrico interno alla cella, stabilendo un eccesso di atomi caricati negativamente (anioni) in una parte del semiconduttore ed un eccesso di atomi caricati positivamente (cationi) nell’altro. Questo meccanismo si ottiene mediante drogaggio del semiconduttore che generalmente viene realizzato inserendo atomi del terzo gruppo come ad esempio il boro e del quinto gruppo (fosforo) per ottenere rispettivamente una struttura di tipo p (con un eccesso di lacune) ed una di tipo n (con un eccesso di elettroni). Lo strato drogato con elementi del quinto gruppo, che hanno cinque elettroni esterni (o di valenza) contro i tre di quelli del terzo gruppo, presenta una carica negativa debolmente legata, costituita da un elettrone in eccesso per ogni atomo drogante. Nello stesso modo, nello strato drogato con elementi del terzo gruppo, che hanno invece tre elettroni esterni, si ottiene un eccesso di carica positiva, data dalle lacune degli atomi droganti. Il primo strato, a carica negativa, viene generalmente chiamato strato n, l'altro, a carica positiva, strato p, la zona di separazione è detta giunzione p-n. Va sottolineato che il materiale risulta essere globalmente neutro, dato che il drogaggio viene realizzato con atomi neutri (non ioni), quello che cambia è l'eccesso di elettroni nei legami covalenti, da una parte, e il difetto degli stessi dall'altra. Mettendo a contatto i due materiali così ottenuti, si viene a verificare un flusso di diffusione di elettroni dalla zona n alla zona p e di lacune in direzione opposta, fino al raggiungimento dell'equilibrio elettrostatico, che determina un eccesso di carica positiva nella zona n, un eccesso di elettroni nella zona p e una regione intermedia detta regione di svuotamento (in inglese depletion region). Il risultato è un campo elettrico interno al dispositivo (detto campo elettrico di built-in) che si estende a cavallo della regione di svuotamento, generalmente spessa pochi micrometri. A questo punto, se viene illuminata con fotoni la giunzione dalla parte n, vengono a crearsi delle coppie elettrone-lacuna sia nella zona n che nella zona p. Il campo elettrico di built-in permette di dividere gli elettroni in eccesso (ottenuti dall’assorbimento dei fotoni da parte del materiale) dalle lacune, e li spinge in direzioni opposte gli uni rispetto agli altri. Gli elettroni, una volta oltrepassata la zona di svuotamento non possono quindi più tornare indietro, perché il campo impedisce loro di invertire la marcia. Connettendo la giunzione con un conduttore esterno, si otterrà un circuito chiuso nel quale il flusso di elettroni parte dallo strato n, a potenziale maggiore, verso lo strato p, a potenziale minore sintanto che la cella resta esposta alla luce. In figura è mostrato il circuito equivalente di una cella fotovoltaica.

Efficienza energetica
Rendimento energetico. La quantità di lavoro eseguita o di profitto ottenuto per unità di risorsa energetica impiegata.
Efficienza energetica (politica UE)
Ridurre il consumo di energia e prevenirne gli sprechi sono un obiettivo prioritario dell'Unione europea (UE). Favorendo il miglioramento dell'efficienza energetica, l'UE dà un contributo decisivo alla competitività, alla sicurezza degli approvvigionamenti e al rispetto degli impegni assunti nel quadro del protocollo di Kyoto sui cambiamenti climatici. Le possibilità di riduzione esistenti sono notevoli, in particolare nei settori a elevato consumo di energia, quali il settore dell'edilizia, delle industrie manifatturiere, della conversione dell'energia e dei trasporti. Alla fine del 2006 l'UE si è impegnata a ridurre del 20% il consumo annuo di energia primaria entro il 2020. Per conseguire questo obiettivo, essa mobilita i cittadini, i responsabili politici e gli operatori del mercato, e fissa, tra l'altro, norme minime di rendimento energetico e regole in materia di etichettatura, applicabili ai prodotti, ai servizi e alle infrastrutture. Comunicazione della Commissione, del 19 ottobre 2006, "Piano d'azione per l'efficienza energetica: concretizzare le potenzialità" [COM(2006) 545]. Vedi anche articolo su efficienza energetica.
Efficienza di conversione di un dispositivo fotovoltaico (in %)
Rapporto tra l’energia elettrica prodotta e l’energia solare raccolta dal dispositivo fotovoltaico.
Elettrodotto
Un elettrodotto è un sistema per la trasmissione di energia elettrica. La costituzione degli elettrodotti è molto variabile in funzione della tensione operativa e se questa è in corrente continua o corrente alternata. Gli elettrodotti per alta tensione sono costituiti da tralicci o piloni metallici che mantengono sospesi i cavi conduttori ad una altezza sicura. Gli elettrodotti per media tensione sono più semplici e molto più bassi. In alcuni casi, per esempio per attraversare una zona abitata, si ha la necessità di interrare le linee in speciali cavi ad alto isolamento, che però presentano maggiori perdite di energia per gli effetti capacitivi tra il conduttore ed il terreno. Altri elettrodotti speciali sono in cavi sottomarini per energia elettrica. Un generico elettrodotto è costituito dalle strutture di sostegno, i cavi conduttori e gli elementi isolati
Elettromagnetismo
E' la branca della fisica che studia i fenomeni di natura elettrica e magnetica, tra cui i campi magnetici prodotti dalle correnti elettriche, e le correnti elettriche prodotte dai campi magnetici variabili, il cui comportamento classico è descritto dalle equazioni di Maxwell. Solitamente per elettromagnetismo si intende la teoria classica, sintetizzata nelle equazioni di Maxwell. Tale teoria descrive accuratamente la realtà fisica fino a dimensioni quantistiche.
Energia
Attitudine di un corpo o di un sistema di corpi a compiere un lavoro. Il pianeta Terra può essere considerato come un unico grande sistema energetico che riceve l'energia solare, mentre riflette energia luminosa e irradia energia termica. Il flusso di energia rappresenta la principale risorsa rinnovabile. All'interno del suddetto sistema hanno luogo molte trasformazioni tra i diversi tipi di energia. Nel corso del tempo la Terra non acquista né perde energia ma si trova in uno stato di equilibrio energetico o omeostasi. Nel corso dei millenni l'uomo ha cercato di incanalare le fonti energetiche per soddisfare le proprie esigenze. La principale fonte di energia, il Sole, non può essere controllata. L'energia solare viene utilizzata nell'agricoltura, ma come risorsa energetica "passiva" per stimolare la fotosintesi. Sono state invece sviluppate molte altre forme di energia, la maggior parte delle quali basate sulla combustione della legna, del carbone, del gas naturale o del petrolio. Questi combustibili fossili sono risorse non rinnovabili e sono attualmente in corso delle ricerche, seppure su scala limitata, per scoprire e utilizzare fonti di energia alternativa.
Energia cinetica
L'energia cinetica è l'energia che un corpo possiede in virtù del suo movimento. Tale concetto formalizza l'idea che un corpo in moto è in grado di compiere lavoro in quanto esso è in moto. L'energia cinetica di un punto materiale può essere espressa matematicamente dal semiprodotto della sua massa per il quadrato del modulo della sua velocità; in coordinate cartesiane si esprime di consueto come:

L'energia cinetica di un corpo rigido in rotazione su un asse con velocità angolare ω e che trasla nello spazio con velocità v è:

dove M è la massa totale del corpo ed I il momento d'inerzia rispetto all'asse di rotazione.

L'energia cinetica dipende dal sistema inerziale di riferimento. In un sistema di riferimento stazionario l'energia cinetica assume un valore inferiore di quello assumibile in un sistema di riferimento in movimento. L'energia cinetica aggiuntiva è quella corrispondente all'energia cinetica di traslazione della massa m alla velocità v di spostamento del sistema inerziale di riferimento. Una utile relazione tra l'energia cinetica Ek e il modulo della quantità di moto p è data dalle seguenti equazioni.

La dimostrazione è immediata sostituendo nell'espressione di Ek quella di p.

Energia convenzionale
Energia prodotta utilizzando mezzi tradizionali quali carbone, legna, gas, ecc. in contrapposizione ai tipi di energia alternativa quali l'energia solare, da maree, eolica, ecc.
Energia da biomasse
Energia recuperata da rifiuti di natura organica tramite combustione. La quantità di energia recuperata dipende principalmente dal potere calorifico dei materiali organici che vengono bruciati, e secondariamente dall'efficienza dell'impianto di incenerimento. La biomassa è la quarta fonte energetica del pianeta, il principale combustibile utilizzato da tre quarti della popolazione mondiale. L'energia prodotta dalla biomassa può essere sfruttata in vari modi. Il più evidente consiste nell'utilizzare il calore prodotto dalla sua combustione -sia direttamente, sia producendo vapore per generare elettricità. La biomassa può produrre energia in un'unità di cogenerazione (produzione combinata di calore e di elettricità) ed il calore "residuo" può essere immesso in una rete di teleriscaldamento o in un processo industriale. è inoltre possibile ottenere energia dalla biomassa tramite gassificazione e la produzione di combustibili liquidi. La biomassa utilizzabile a scopo energetico comprende: gli scarti del legno (silvicoltura, segherie, edilizia/industria); il legno delle essenze a crescita rapida (salice, pioppo); i rifiuti agricoli (paglia, concimi); gli scarti delle colture saccarifere (barbabietole, canne da zucchero), cerealicole (grano, granoturco), non lignee (miscanthus) e oleaginose (colza, girasole); i rifiuti urbani solidi; i rifiuti domestici e gli effluenti industriali (in particolare del settore agroalimentare).
Energia da maree
L'energia mareomotrice è quella ricavata dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree, che in alcune zone del pianeta possono raggiungere anche i 20 metri di ampiezza verticale. Già nell’antichità si cercò di sfruttare questo tipo di energia, mediante la costruzione di "mulini a marea". L’acqua veniva raccolta, durante il flusso, in un piccolo bacino, che veniva in seguito chiuso con una paratia. Al momento del deflusso l’acqua veniva convogliata attraverso un canale verso una ruota che muoveva una macina. Oggi esistono diversi progetti di sfruttamento delle maree, che comportano metodi diversi di sfruttamento dell’energia:

• sollevamento di un peso in contrapposizione alla forza di gravità;
• compressione dell’aria in opportuni cassoni e movimentazione di turbine in seguito alla sua espansione;
• movimento di ruote a pale;
• riempimento di bacini e successivo svuotamento con passaggio in turbine.

Quest’ultimo sembra dare i migliori risultati, nell'effettivo impiego. Il problema più importante allo sviluppo di tale tecnologia resta comunque lo sfasamento tra massima ampiezza di marea disponibile (la cui cadenza è prevedibile sulla base delle fasi lunari e solari) e domanda di energia nelle ore di punta. Infatti nei giorni di insufficienza nell'afflusso d’acqua la produzione di elettricità cesserebbe. In Francia nei pressi di Saint-Malo esiste un grosso impianto di questo genere. Nella Bretagna, alla foce del fiume Rance, fra Saint-Malo e Dinard, tra il 1961 e il 1966 è stata costruita una centrale che sfrutta la marea che da quelle parti raggiunge 13,5 m di dislivello. La portata raggiunge 18.000 metri cubi di acqua al secondo e la produzione annua della centrale copre il 3 % del fabbisogno elettrico della Bretagna. La centrale comprende una diga in pietrame, 6 chiuse di entrata e uscita per vuotare e riempire rapidamente la foce e 24 turbine a bulbo, sviluppate appositamente.
Energia dalle onde
Generazione di energia elettrica dall'energia cinetica contenuta nelle onde oceaniche.L'energia del moto ondoso è una fonte di recente sperimentazione in vari progetti europei di ricerca nel campo energetico. Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso. Un esempio noto è quello delle turbine Pelamis (sperimentate in Portogallo), costituite da strutture tubolari galleggianti ancorate al fondo marino. All'interno delle strutture vi sono delle turbine messe in moto dall'acqua che entra ed esce dalle strutture al ritmo del moto ondoso in cui il generatore si trova. Tali generatori generano energia con costanza, ma mostrano un ingombro non indifferente. Un altro tipo di impianto è quello a colonna d'acqua oscillante, anch'esso raccoglie l'acqua che entra grazie al moto ondoso per mettere in moto una turbina. Un generatore di tipo differente in fase di sperimentazione consta in una turbina (simile a quelle eoliche) sottomarina messa in moto dalle correnti marine. In questo caso, non si tratta propriamente di energia dalle onde, ma comunque da correnti che contribuiscono alla formazione delle onde stesse.
Energia elettrica
Forma di energia determinata dalla posizione di una carica elettrica in un campo elettrico. Dato un corpo dotato di una carica Q e di un potenziale elettrico V, la sua energia elettrica è QV.
Energia elettrica destinata ai pompaggi
Quella utilizzata per il sollevamento di acqua, a mezzo pompe, allo scopo di essere utilizzata successivamente per la produzione di energia elettrica.
Energia eolica
Energia prodotta dai mulini a vento (per il funzionamento di macchinari) e dalle eliche (per generare elettricità). Esempi di macchine tradizionali attivati dall'energia eolica sono i mulini a vento e le pompe azionate dal vento. I siti ideali per l'ubicazione di questi generatori a vento sono le isole o le aree costiere, dove un vento prevalente, praticamente costante rende possibile la generazione di elettricità.

Capacità mondiale installata e previsioni 1997-2010,

Energia geotermica
Energia ottenuta dal calore presente nell'interno della Terra. Sono state identificate due fonti principali di energia geotermica: 1) lo sfruttamento dell'acqua iuvenile calda e del vapore nelle aree di attività vulcanica e tettonica; 2) in alcune zone del mondo dove i giacimenti di rocce calde, aride, intrusive e ignee sono situati vicino alla superficie, l'energia geotermica può essere sfruttata praticando dei fori nelle rocce calde e iniettando dell'acqua per creare vapore che può quindi essere utilizzato per generare elettricità. E' necessario controllare attentamente l'emissione di gas tossici nocivi che vengono liberati dagli impianti geotermici.
Energia idrica
Energia ottenuta dalle cadute d'acqua naturali o artificiali.
Energia idroelettrica
Energia elettrica generata da un flusso di acqua. Una cascata naturale fornisce energie sotto forma di acqua in movimento, che può essere usata per azionare una turbina idraulica. Questa turbina può essere accoppiata a un generatore per produrre energia elettrica.
Energia libera di Gibbs
L'energia libera di Gibbs è una funzione di stato usata in termodinamica e termochimica per rappresentare l'energia libera nelle trasformazioni a temperatura e pressione costanti e in chimica per determinare se, ad una temperatura nota, una reazione chimica avviene spontaneamente o meno. Prende il nome dall'ingegnere, chimico e fisico statunitense Josiah Willard Gibbs.

L'energia libera di Gibbs è definita come:

dove è l'entalpia, la temperatura e l'entropia. Il secondo principio della termodinamica, formulato attraverso la relazione di Clausius, impone che:

dove:

• ΔQ è il calore scambiato dal sistema
• ΔS è la variazione di entropia
• T la temperatura.

L'equazione precedente si può riscrivere come:

con ΔH è la variazione di entalpia pari a ΔH = ΔQ a pressione costante e in assenza di lavoro di non-espansione/compressione. La relazione si semplifica introducendo l'energia libera di Gibbs:

che, a temperatura e pressione costanti, ha il seguente differenziale:

Quindi, a temperatura e pressione costanti, la diseguaglianza di partenza viene così semplificata:

Questa relazione indica che nelle trasformazioni a temperatura e pressione costanti l'energia libera di Gibbs diminuisce per un processo spontaneo (differenziale negativo) mentre è ad un valore minimo (differenziale nullo) per un processo reversibile, cioè in condizioni di equilibrio. Questo criterio è molto importante, in quanto di solito le trasformazioni nell'ambiente naturale ed in laboratorio avvengono a temperatura e pressione costante (piuttosto che a volume costante): è per questo che la funzione di Gibbs è più utilizzata rispetto a quella di Helmholtz. L'equazione di Gibbs-Helmholtz esprime la dipendenza dell'energia libera dalla temperatura. Alla definizione della grandezza si arriva applicando una trasformata di Legendre rispetto all'entropia e al volume della "relazione fondamentale termodinamica in forma energetica" . Si ha che:

e dato che l'entalpia H = U + PV si ha che

ed in particolare

Energia nucleare
Energia generata da un reattore nucleare principalmente attraverso la fissione nucleare o, in via sperimentale, per mezzo della fusione nucleare. I problemi dello smaltimento delle scorie nucleari, degli incidenti nucleari e dei possibili attacchi terroristici ai reattori hanno spinto alcune nazioni a riconsiderare il proprio programma di energia nucleare.
Energia nucleare in Italia. Nascita dell'
Vedi articolo.
Energia nucleare (Politica dell'UE)
Le centrali nucleari producono attualmente circa un terzo dell’elettricità e il 15% dell’energia consumata nell’Unione europea (UE). Il nucleare rappresenta una fonte di energia caratterizzata da basse emissioni di carbonio e costi relativamente stabili; ciò lo rende interessante sotto il profilo della sicurezza dell’approvvigionamento e della lotta ai cambiamenti climatici. Spetta tuttavia ai singoli Stati membri decidere se intendono ricorrere a questa fonte energetica. La Comunità europea dell’energia atomica (Euratom) ha creato nel 1957 le condizioni per lo sviluppo dell’energia nucleare in Europa. Le sue finalità comprendevano, segnatamente, lo sviluppo della cooperazione nel settore della ricerca, la protezione delle popolazioni mediante l’introduzione di norme di sicurezza armonizzate, l'approvvigionamento sufficiente ed equo di minerali e combustibili nucleari, il controllo dell'utilizzo delle materie nucleari per scopi pacifici, e la cooperazione con altri paesi ed organizzazioni internazionali. In particolare, sono state adottate misure specifiche a livello dell'UE intese ad assicurare la tutela della salute delle persone che lavorano in questo settore e delle popolazioni nonché a proteggere l'ambiente dai rischi collegati all'utilizzo del combustibile nucleare ed ai rifiuti che ne derivano. Comunicazione della Commissione del 10 gennaio 2007 "Programma indicativo per il settore nucleare presentato, per parere, al Comitato economico e sociale europeo ai sensi dell'articolo 40 del trattato Euratom" [COM(2006) 844 definitivo - Gazzetta ufficiale C 138 del 22 giugno 2007].
Energia oscura
Vedi articolo.
Energia potenziale
In fisica, l'energia potenziale di un oggetto è l'energia che esso possiede a causa della sua posizione o della sua orientazione rispetto ad un campo di forze. Nel caso si tratti di un sistema, l'energia potenziale può dipendere dalla disposizione degli elementi che lo compongono. Si può vedere l'energia potenziale anche come la capacità di un oggetto (o sistema) di trasformare la propria energia in un'altra forma di energia, come ad esempio IN energia cinetica. Il termine "energia potenziale" fu coniato da Rankine nel 1853. Nel sistema internazionale è misurata in joule (J). Si tratta di una funzione scalare delle coordinate dell'oggetto nel sistema di riferimento utilizzato. Dato un campo vettoriale conservativo, l'energia potenziale è la sua capacità di compiere lavoro: il lavoro relativo a una forza che agisce su un oggetto è l'integrale di linea di seconda specie della forza valutato sul cammino compiuto dall'oggetto, e se essa è conservativa il valore di questo integrale non dipende dal tipo di cammino seguito. Quando si ha a che fare con forze conservative si può definire un potenziale scalare, che talvolta viene fatto coincidere con l'energia potenziale, definito in tutto lo spazio. In particolare, dal punto di vista matematico tale potenziale esiste solo se la forza è conservativa, e del resto si assume che per tutte le forze conservative si può sempre definire fisicamente un'energia potenziale. L'energia potenziale può essere definita anche per il campo magnetico, che non è conservativo, in assenza di correnti elettriche. In tal caso, infatti, il rotore del campo è nullo. L'energia potenziale magnetica di un magnete in un campo magnetico è definita come il lavoro della forza magnetica (il momento meccanico) nel ri-allineare il momento di dipolo magnetico.
Energia reattiva
In una bobina, la corrente è sfasata di 90 gradi o 5 millisecondi rispetto alla tensione: in altre parole, l’intensità è nulla quando la tensione è massima o minima. Viceversa, la tensione è nulla quando l’intensità è massima o minima. La potenza p, che è il prodotto dell’intensità e della tensione, passa da negativa e positiva e viceversa 100 volte al secondo. Quando la potenza è positiva la bobina immagazzina energia magnetica fornita dalla sorgente e quando la potenza è negativa restituisce la sua energia alla sorgente. Questa energia è quindi scambiata tra il generatore e il consumatore 100 volte al secondo, senza produrre nessun lavoro utile. Alla fine, la potenza media fornita da questo va e vieni è nulla. In un condensatore, si ha l’effetto inverso della bobina. La potenza può essere positiva o negativa. Quando la potenza è positiva il condensatore si carica di energia elettrostatica e
quando la potenza è negativa si scarica nella sorgente. L’energia fornita e assorbita dalle bobine e dai condensatori è detta energia reattiva. Positiva, entra nella rete; negativa, è restituita al generatore, 100 volte al secondo. Questa scambio permanente, che non produce nessun lavoro utile, genera tuttavia degli inconvenienti nella rete, sotto forma di perdite supplementari, sovraccarico delle linee e variazioni di tensione. Tutti gli utilizzatori sono una combinazione di resistenze, bobine e condensatori o rappresentano almeno degli effetti simili, che gli specialisti chiamano rispettivamente effetti resistivi, induttivi e capacitivi. Consumano quindi potenza attiva e potenza reattiva. La rete, nei confronti delle macchine, è a sua volta un consumatore di energia attiva (resistenza dei conduttori che liberano calore) e di energia reattiva (per gli effetti induttivo e capacitivo dei conduttori). Anche le bobine dei trasformatori consumano una gran quantità di energia reattiva. Non si parla però di consumo, ma di perdite attive o reattive della rete. Questa energia è quindi inevitabile e può essere paragonata alla schiuma in un bicchiere di birra, che occupa spazio, ma non disseta. In linea di principio, solo l’energia attiva è misurata e fatturata
agli utilizzatori in bassa tensione. In molti casi, si compensa l’energia reattiva fornendo, attraverso un condensatore locale, l’energia richiesta da una bobina in prossimità diretta, immediatamente restituita al condensatore nel semiperiodo seguente. Si riducono così gli scambi con i generatori distanti, alleggerendo le linee d’alimentazione. Da notare infine che anche gli utilizzatori che comportano apparecchi elettronici di potenza (tram, ferrovie di montagna, metropolitane, ecc.) sono grandi consumatori di energia reattiva da compensare con condensatori o altri dispositivi, perché sfasano artificialmente l’intensità e la tensione con comportamenti simili a quelli delle bobine. Nelle reti a corrente continua, invece, non entra in gioco nessuna energia reattiva, dato che la tensione e l’intensità sono costanti nel tempo.
Energia solare
Per energia solare si intende l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole sulla Terra. Secondo il rapporto Solar Generation, le potenzialità dell'energia fotovoltaica non sono state ancora ben comprese e sono poco recepite. Dal sole, infatti, giunge sulla superficie terrestre un’energia pari a 15.000 volte l’odierno fabbisogno energetico mondiale e l’Italia gode, grazie alla sua posizione geografica, di condizioni assai favorevoli per lo sfruttamento dell’energia solare, specialmente in Calabria e in Sicilia, dove l’irraggiamento giornaliero medio supera i 5 kWh/mq (contro i 3,6 della Pianura Padana). La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è enorme, ma è poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative. Per il suo sfruttamento, ai fini della produzione di energia elettrica, occorrono impianti di costo elevato che rendono l'energia solare più costosa rispetto ad altri metodi. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l'uso dell'energia solare è un settore della ricerca molto attivo ma che, per adesso, non ha dato risultati rivoluzionari. Infatti i paesi che seguono una politica energetica rivolta alle energie rinnovabili concedono agevolazioni e incentivi per favorire l’installazione di impianti per la produzione di energia elettrica dall’energia solare.
Tre sono le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile (termica o elettrica) l'energia del sole:

• il pannello solare sfrutta l’irraggiamento solare per scaldare un liquido contenuto nel suo interno; questo liquido cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo (il costo dell’impianto è ripagato dal beneficio che se ne ricava)

• il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono. In entrambi i casi "l'apparato ricevente" si riscalda a temperature molto elevate (400°C ~ 600°C)

• il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce.

Energia termica marina
L'impiego delle differenze di temperatura di 20°C o più che si riscontrano tra la superficie del mare e le sue parti più profonde per la produzione continua di energia; tale differenza di temperatura si può riscontrare nelle regioni tropicali del mondo. Allo scopo di dimostrare tale principio sono state costruite delle piccole centrali.
Energie rinnovabili (Politica dell'UE)
Le energie rinnovabili - energia eolica, solare (termica e fotovoltaica), idraulica, mareomotrice, geotermica e da biomassa - sono un’alternativa fondamentale ai combustibili fossili. Il loro impiego permette di ridurre non soltanto le emissioni di gas a effetto serra provenienti dalla produzione e dal consumo di energia, ma anche la dipendenza dell’Unione europea (UE) dalle importazioni di combustibili fossili (in particolare gas e petrolio). Per raggiungere l’biettivo di una quota del 20% di energie rinnovabili nel proprio mix energetico, l’UE prevede di potenziare gli sforzi nei settori dell’elettricità, del riscaldamento e del raffreddamento nonché in quello dei biocarburanti. Nel settore dei trasporti, che dipende quasi esclusivamente dal petrolio, la Commissione auspica che la quota minima per i biocarburanti nel consumo totale  di carburante, fissata al 5,75% come obiettivo specifico per il 2010,  per il 2020 sia portata al 10% . Comunicazione della Commissione, del 10 gennaio 2007, "Tabella di marcia per le energie rinnovabili. Le energie rinnovabili nel 21° secolo: costruire un futuro più sostenibile" [COM(2006) 848].
EROEI
L'EROEI (o EROI), acronimo inglese che sta per Energy Returned On Energy Invested (o Energy Return On Investment) ovvero energia ricavata su energia consumata, è un coefficiente che riferito a una data fonte di energia ne indica la sua convenienza in termini di resa energetica. Infatti qualsiasi fonte di energia non arriva gratis (in termini di costo energetico invece che monetario), ma è costata una certa quantità di energia investita da considerarsi come congelata nella fonte di energia stessa, quantità che l'EROEI cerca di valutare. Matematicamente è il rapporto tra l’energia ricavata e tutta l’energia spesa per arrivare al suo ottenimento. Una fonte di energia è conveniente se presenta un valore di EROEI maggiore di 1. Fonti energetiche che presentano un EROEI minore di 1 non possono essere considerate fonti primarie di energia poiché per il loro sfruttamento si spende più energia di quanta se ne ricavi. L'EROEI si rivela un parametro fondamentale per valutare, comparare e operare scelte strategiche di approvvigionamento fra le diverse fonti energetiche.
Entalpia
L'entalpia, solitamente indicata con H, è una funzione di stato che consente di tenere traccia delle variazioni energetiche di un sistema termodinamico per le trasformazioni che avvengono a pressione costante in cui si ha solo lavoro di tipo meccanico, poiché in queste condizioni la variazione di entalpia è numericamente uguale al calore scambiato dal sistema con l'ambiente esterno. L'entalpia si misura in joule (SI, Sistema Internazionale) o in calorie.Il termine entalpia deriva dal greco enthálpein, riscaldare, composto dal prefisso en, col significato di dentro, e dal termine thálpein, scaldare. Per un sistema chiuso l'entalpia è definita come:

dove U è l'energia interna del sistema, p la sua pressione e V il suo volume. L'entalpia risulta pertanto una grandezza termodinamica estensiva. Per le variabili estensive è possibile introdurre le corrispondenti grandezze specifiche, ovvero normalizzate rispetto alla massa del sistema, o più correntemente (IUPAC) le corrispondenti grandezze molari Em normalizzate rispetto ad una mole della sostanza considerata:

 ;  ;

 ;  ;

Con queste sostituzioni la definizione di entalpia diventa dunque:

Dall'espressione del primo principio della termodinamica per un sistema chiuso in termini di entalpia, deriva l'uguaglianza tra entalpia e calore per trasformazioni isobare (cioè a pressione costante):

Derivando H nella forma

è possibile ricavare, dopo integrazione, il ΔH in funzione del ΔU: per una reazione chimica, la variazione del prodotto della pressione per il volume, in accordo con l'equazione di stato dei gas perfetti, risulta facilmente determinabile. Questa relazione risulta utile quando si lavori con il calorimetro: in questo caso la reazione è condotta a volume costante e viene determinata la variazione di energia interna ΔU. Da notare che per reazioni in fase condensata praticamente ΔH = ΔU, essendo la variazione di moli gassose eguale a zero, tuttavia in generale vale la diseguaglianza ΔH > ΔU (per temperature lontane dallo zero assoluto).

(equazione valida per i gas ideali)

L'equazione di Kirchhoff permette di calcolare la variazione di entalpia tenendo conto della sua dipendenza dalla temperatura. L'entalpia di un gas perfetto è funzione della sola temperatura assoluta. Il diagramma T-s ed h-s non vengono utilizzati insieme per descrivere una trasformazione oppure un ciclo di trasformazioni, in quanto il diagramma entalpia-entropia è identico al diagramma T-s, semplicemente traslato e riscalato.
Entropia
In termodinamica l'entropia è una funzione di stato che si introduce insieme al secondo principio della termodinamica e che viene interpretata come una misura del disordine di un sistema fisico o più in generale dell'universo. In base a questa definizione si può dire, in forma non rigorosa ma esplicativa, che quando un sistema passa da uno stato ordinato ad uno disordinato la sua entropia aumenta. Nel Sistema Internazionale si misura in joule su kelvin (J/K). Il concetto di entropia venne introdotto agli inizi del XIX secolo, nell'ambito della termodinamica, per descrivere una caratteristica (la cui estrema generalità venne osservata per la prima volta da Carnot nel 1824) di tutti i sistemi allora conosciuti nei quali si osservava che le trasformazioni avvenivano invariabilmente in una direzione sola, ovvero quella verso il maggior disordine. In particolare la parola entropia venne introdotta per la prima volta da Rudolf Clausius. In tedesco, Entropie, deriva dal greco εν, "dentro", e da τροπή, "cambiamento", "punto di svolta", "rivolgimento" (sul modello di Energie, "energia"): per Clausius indicava quindi dove va a finire l'energia fornita ad un sistema. Propriamente Clausius intendeva riferirsi al legame tra movimento interno (al corpo o sistema) ed energia interna o calore, legame che esplicitava la grande intuizione del secolo dei Lumi, che in qualche modo il calore dovesse riferirsi al movimento di particelle meccaniche interne al corpo. Egli infatti la definiva come il rapporto tra la somma dei piccoli incrementi (infinitesimi) di calore, divisa per la temperatura assoluta durante l'assorbimento del calore. Per chiarire maggiormente il concetto di entropia possiamo presentare alcuni esempi:

• Si pensi di far cadere una gocciolina d'inchiostro in un bicchiere d'acqua: quello che si osserva immediatamente è che, invece di restare una goccia più o meno separata dal resto dell'ambiente (che sarebbe uno stato completamente ordinato), l'inchiostro inizia a diffondere e, in un certo tempo, si ottiene una miscela uniforme (stato completamente disordinato). È esperienza comune che, mentre questo processo avviene spontaneamente, il processo inverso (separare l'acqua e l'inchiostro) richiederebbe energia esterna.

• Immaginiamo un profumo contenuto in una boccetta colma come un insieme di molecole puntiformi dotate di una certa velocità derivante dalla temperatura del profumo. Fino a quando la boccetta è tappata, ossia isolata dal resto dell'universo, le molecole saranno costrette a rimanere all'interno e non avendo spazio (la boccetta è colma) rimarranno abbastanza ordinate (stato liquido). Nel momento in cui la boccetta viene stappata le molecole della superficie del liquido inizieranno a staccarsi dalle altre ed urtando casualmente tra di loro e contro le pareti della boccetta usciranno da questa disperdendosi all'esterno (evaporazione). Dopo un certo tempo tutte le molecole saranno uscite disperdendosi. Anche se casualmente qualche molecola rientrerà nella boccetta, il sistema complessivo è ormai disordinato e l'energia termica che ha messo in moto il fenomeno è dispersa e quindi non più recuperabile (si ha un equilibrio dinamico).

Il concetto di entropia ha conosciuto grandissima popolarità nell'800 e nel '900, grazie proprio alla grande quantità di fenomeni che aiuta a descrivere, fino ad uscire dall'ambito prettamente fisico ed essere adottato anche dalle scienze sociali, nella teoria dei segnali e nell'informatica teorica. È tuttavia bene notare che esiste tutta una classe di fenomeni, detti fenomeni non lineari (ad esempio i fenomeni caotici) per i quali le leggi della termodinamica (e quindi anche l'entropia) devono essere profondamente riviste e non hanno più validità generale. La variazione della funzione di stato entropia S venne introdotta nel 1864 da Rudolf Clausius nell'ambito della termodinamica come

dove Qrev è la quantità di calore assorbito o ceduto in maniera reversibile e isoterma dal sistema a temperatura T. In forma differenziale, la legge si presenta così:

È importante notare come, mentre δQrev non è un differenziale esatto, dividerlo per la temperatura T lo rende tale: è dunque il fattore d'integrazione. Occorre sottolineare che dS è un differenziale esatto solo se è valido il secondo principio della termodinamica. In una delle sue diverse formulazioni, il secondo principio della termodinamica afferma che in un sistema isolato l'entropia può solo aumentare, o al limite rimanere costante per trasformazioni termodinamiche reversibili
Eolico: un comune virtuoso.
Il comune di Tula e il suo parco eolico.
Fascia oraria
Nel caso delle forniture a grandi utenze allacciate in alta o media tensione, è possibile accedere ad un sistema, definito multiorario, che prevede tariffe di acquisto diverse a seconda della fascia oraria del giorno: per le ore di punta (F1), ore di alto carico (F2), ore di medio carico (F3) e ore vuote (F4). La suddivisione nell'arco giornaliero e settimanale di tali fasce è differente per le forniture in media tensione da quelle per tensione superiore. Anche per le utenze domestiche è stata inserita la fascia bioraria.
Equilibrio dinamico in ecologia
In ecologia l'equilibrio dinamico si basa sul principio della continua trasformazione ed adattamento ad un ecosistema in continua evoluzione quindi in questo caso non si considera mai un sistema chiuso o adiabatico che non esiste in natura e nell'universo ma un sistema sempre aperto dove si ha sempre un certo grado di entropia. L'equilibrio dinamico è quindi la tendenza a trovare il miglior utilizzo possibile delle energie e/o informazione con i minori cambiamenti possibili dei parametri presi in considerazione e più sono lenti questi cambiamenti e più ci si avvicina a l'equilibrio dinamico perfetto che non può esistere in quanto contro natura.
Fasore
In fisica, teoria dei circuiti ed elettrotecnica il fasore è un numero complesso (pertanto è rappresentabile come vettore del diagramma di Argand) equivalente ad una funzione sinusoidale di pulsazione ben definita. I fasori sono utilizzati quale comoda rappresentazione di grandezze fisiche oscillanti come, in particolare, le grandezze elettriche, tensione o corrente.
Film sottile
È il prodotto della tecnologia che sfrutta la deposizione di un sottilissimo strato di materiali semiconduttori per la realizzazione della cella fotovoltaica.
Fissione nucleare
La fissione nucleare è una reazione nucleare in cui il nucleo di uranio 235, plutonio 239 o di altri elementi pesanti adatti vengono divisi tramite il bombardamento con neutroni o altre particelle elementari in frammenti in un processo che libera energia. È la reazione nucleare comunemente utilizzata nei reattori nucleari e nei tipi più semplici di bombe atomiche, quali le bombe all'uranio (come quella di Hiroshima) o al plutonio (come quella che colpì Nagasaki). Tutte le bombe a fissione nucleare vengono militarmente etichettate come Bombe A. Nella fissione nucleare, quando un nucleo di materiale fissile (se produce fissione con neutroni di qualsiasi energia cinetica) o fissionabile (se la fissione è possibile solo con neutroni di elevata energia cinetica, detti veloci) assorbe un neutrone si fissiona producendo due o più nuclei più piccoli e un numero variabile di nuovi neutroni. Gli isotopi prodotti da tale reazione sono radioattivi in quanto posseggono un eccesso di neutroni e decadono beta in una catena di decadimenti radioattivi fino ad arrivare ad una configurazione stabile. Inoltre nella fissione vengono prodotti normalmente 2 o 3 neutroni veloci liberi. L'energia complessivamente liberata dalla fissione di 1 nucleo di 235U è di 211 MeV, una quantità elevatissima data dalla formula

dove la prima massa è la massa del nucleo di U 235e del neutrone incidente mentre la seconda massa è la somma delle masse dei nuclei e dei neutroni prodotti, mentre c è la costante che rappresenta la velocità della luce nel vuoto (299.792.458 m/s). Perciò in questo fenomeno parte della massa iniziale scompare e si trasforma in energia sotto forme diverse, la maggior parte (circa 167 MeV) in energia cinetica, ovvero in moto dei frammenti pesanti prodotti della reazione. Circa 11 MeV sono trasportati via dai neutrini emessi al momento della fissione e quindi l'energia effettivamente sfruttabile come energia termica è di circa 200 MeV per ogni fissione. In un comune processo di combustione, l'ossidazione di un atomo di carbonio fornisce un'energia di circa 4 eV, un'energia che è meno di cinquanta milionesimi di quella prodotta nella reazione nucleare di fissione. I nuovi neutroni prodotti possono venire assorbiti dai nuclei degli atomi di uranio 235 vicini, se ciò avviene possono produrre una nuova fissione del nucleo. Se il numero di neutroni che danno luogo a nuove fissioni è maggiore di 1 si ha una reazione a catena in cui il numero di fissioni aumentano esponenzialmente, se tale numero è uguale a 1 si ha una reazione stabile in tal caso si parla di massa critica. La massa critica è dunque quella concentrazione e disposizione di atomi con nuclei fissili per cui la reazione a catena si mantiene stabile e il numero di neutroni presente nel sistema non varia. Se si varia tale disposizione allora il numero di neutroni assorbiti può scendere e si ha che la reazione si spegne oppure aumentare e si ha che la reazione cresce esponenzialmente. Per cui scrivendo:

se la disposizione è tale che si abbia K>1 allora il numero di neutroni aumenta, se K<1 diminuisce, mentre se K=1 il numero di neutroni resta stabile e si parla di massa critica. La quantità K viene definita in fisica del reattore come il fattore di moltiplicazione effettivo e è fondamentale nel controllo del reattore stesso. La fissione nucleare è il procedimento su cui si basano i reattori nucleari a fissione e le bombe atomiche (o, meglio, nucleari). Se per i reattori nucleari il valore di K non deve superare mai il valore di 1 se non di una quantità bassissima (come quando si aumenta la potenza del reattore e allora si può arrivare a K=1.005) per le armi nucleari si deve avere che il valore di K sia il più alto possibile e in tal caso si può arrivare a K=1.2. L'uranio si trova in natura come miscela di due isotopi: 238 e 235 in rapporto di 150 a 1, dunque l'uranio 235 è solo lo 0.7% del totale dell'uranio, e solo quest'ultimo è fissile. Il processo di arricchimento consiste nell' aumentare la percentuale in massa di uranio 235 a scapito del 238 in modo da riuscire ad avere un numero di nuclei fissili sufficiente per far funzionare il reattore, in tal caso l'arricchimento varia dal 3% al 5% o per costruire una bomba atomica, in tal caso l'arricchimento arriva fino al 90%. In una reazione, la presenza di impurità e di atomi di uranio 238 e, nei reattori, di apposite barre che hanno lo scopo di controllare la reazione a catena fanno sì che solo parte dei neutroni emessi venga assorbita dai nuclei del materiale fissile.

Schema di una reazione nucleare.
1) Un nucleo di uranio 235 assorbe un neutrone e avviene la fissione che spezza il nucleo in due frammenti e libera tre neutroni e dell'energia.
2) Uno di questi neutroni è assorbito da un altro nucleo di uranio 238 ed è perso nel bilancio. Un secondo neutrone può "fuggire" dal sistema o essere assorbito da un elemento che non continua la reazione. Il terzo neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio 235 che si spezza in due frammenti liberando due neutroni e dell'energia.
3) I due neutroni liberati si scontrano con due nuclei di uranio 235 e ogni nucleo libera da uno a tre neutroni che servono per continuare la reazione a catena

Flicker (sfarfallio)
Impressione soggettiva della fluttuazione della luminanza di lampade ad incandescenza o fluorescenti dovuta a fluttuazioni della tensione di alimentazione.
Flusso di corrente
Nei conduttori metallici, come i cavi elettrici, la corrente è causata da un flusso di elettroni (particelle a carica negativa), ma non è così nella maggior parte dei conduttori non metallici. La corrente elettrica negli elettroliti è data dal flusso di atomi e/o molecole elettricamente cariche (ioni), che possono essere sia negativi che positivi. A esempio, una cella elettrochimica può essere costruita con acqua salata (una soluzione di cloruro di sodio) su un lato della membrana, e acqua pura dall'altra parte. La membrana fa passare gli ioni di sodio con carica positiva, ma non quelli di cloro con carica negativa, il risultato netto è una corrente. Le correnti elettriche nel plasma, sono flussi di elettroni, così come di ioni positivi e negativi. Nell'acqua ghiacciata e in alcuni solidi elettrolitici, la corrente è costituita da un flusso di protoni. Esistono anche casi in cui gli elettroni sono la carica che si muove, ma dove ha più senso pensare alla corrente come ai "buchi" positivi (gli spazi che dovrebbe avere un elettrone per rendere il conduttore neutro e vengono chiamati lacune) come quelli in movimento. Questo è il caso dei semiconduttori tipo-p. Sia che si tratti di un flusso di elettroni (quindi di cariche negative) o di ioni (cariche negative o positive) per convenzione la corrente è rappresentata come un flusso di cariche positive. Questa convenzione si deve a Benjamin Franklin. La corrente, comunque, è una grandezza vettoriale perché ha un verso e una direzione oltre che un'intensità
Fonti assimilate
Risorse energetiche di origine fossile che, ai sensi della legge n. 10 del 9-1-91, vengono “assimilate” alle fonti rinnovabili in virtù degli elevati rendimenti energetici. Secondo il provvedimento CIP 6, sono considerati impianti alimentati da fonti assimilate gli impianti di cogenerazione, gli impianti che utilizzano calore di recupero, fumi di scarico e altre forme di energia recuperabile in processi produttivi e in impianti, nonché gli impianti che utilizzano gli scarti di lavorazione e/o di processi e quelli che utilizzano fonti fossili prodotte esclusivamente da giacimenti minori isolati.
Fonti convenzionali
Sono considerati impianti alimentati da fonti convenzionali quelli per la sola produzione di energia elettrica che utilizzano combustibili fossili commerciali.
Fonti di energia
Riserve potenziali di energia comprendenti sia i combustibili fossili che nucleari, l'energia solare, idrica, eolica, geotermica e da maree.
Fonti di energia non inquinante
Energia rinnovabile e sicura dal punto di vista ambientale. La fonte più largamente impiegata è l'energia idroelettrica che attualmente fornisce circa il 6,6% del fabbisogno energetico mondiale. Altre fonti non inquinanti di energia sono l'energia solare, l'energia da maree, da onde ed eolica. La maggior parte delle fonti di energia non inquinante necessitano di un elevato capitale iniziale di investimento ma hanno bassi costi di gestione.
Fonti di energia rinnovabile
Fonti di energia che non dipendono da combustibili le cui riserve sono limitate. La fonte rinnovabile più sfruttata è l'energia idroelettrica; altre fonti rinnovabili sono l'energia da biomassa, l'energia solare, l'energia da maree, l'energia dalle onde e l'energia eolica; l'energia da biomassa non esclude il pericolo dell'effetto serra.
Fonti primarie
I combustibili fossili, le fonti rinnovabili, il combustibile nucleare.
Fracking (Hydraulic)
Vedi articolo.
Fusione nucleare
La fusione è il processo nucleare che alimenta il Sole e le altre stelle, consistente nell'unione dei nuclei di due atomi leggeri, isotopi dell'idrogeno, deuterio e trizio, in uno più pesante. In questo tipo di reazione il nuovo nucleo costituito ed il neutrone liberato hanno una massa totale minore della somma delle masse dei reagenti con conseguente liberazione di un'elevata quantità di energia che conferisce al processo caratteristiche fortemente esotermiche. Affinché avvenga una fusione tra due nuclei, questi devono essere sufficientemente vicini in modo da permettere che la forza nucleare forte predomini sulla repulsione coulombiana (i due nuclei hanno carica elettrica positiva e quindi si respingono): ciò avviene a distanze molto piccole, dell'ordine di qualche femtometro (10exp15 metri). L'energia necessaria per superare la repulsione coulombiana può essere fornita ai nuclei portandoli in condizioni di altissima pressione (altissima temperatura e/o altissima densità). La fusione nucleare, nei processi terrestri, è usata in forma incontrollata per le bombe a idrogeno e, in forma controllata, nei reattori a fusione termonucleare, ancora in fase sperimentale. L'energia potenziale totale di un nucleo è notevolmente superiore all'energia che, ad esempio, lega gli elettroni al nucleo. Pertanto l'energia rilasciata nella maggior parte delle reazioni nucleari è notevolmente maggiore di quella delle reazioni chimiche. Ad esempio l'energia di legame dell'elettrone al nucleo di idrogeno è di 13,6 eV mentre l'energia che viene rilasciata dalla reazione deuterio-trizio è pari a 17,5 MeV, cioè più di un milione di volte superiore. Con un grammo di deuterio e trizio si potrebbe quindi produrre tanta energia quanta con 11 tonnellate di carbone. Le tipologie di atomi interessati dal processo di fusione nucleare, in natura e in ingegneria, sono gli isotopi dell'atomo di idrogeno, caratterizzati da minimo numero atomico a cui corrisponde la minima energia di innesco. Tuttavia all'interno delle stelle più grandi è possibile anche la fusione di elementi più pesanti, si ritiene fino all'ossigeno. La fusione nucleare se controllata potrebbe risolvere la maggior parte dei problemi energetici sulla terra, perché potrebbe produrre quantità pressoché illimitate di energia senza praticamente emissioni di gas nocivi o gas serra, e senza la produzione di scorie radioattive ad esclusione del trizio e di polveri radioattive. La piccola quantità di radioattività residua interesserebbe solo alcuni componenti del reattore a fusione, peraltro facilmente rimpiazzabili; i tempi di dimezzamento della radioattività residua sarebbero però confrontabili con la vita media della centrale (decine d'anni). La quantità di deuterio e trizio ricavabile da tre bicchieri di acqua di mare e due sassi di medie dimensioni potrebbe supplire al consumo medio di energia di una famiglia di 4 persone. Purtroppo oggi non siamo ancora in grado di sfruttare la fusione nucleare per produrre energia in modo commerciale.