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Una '''centrale elettrica''' è un [[impianto industriale]] dedicato alla [[produzione di energia elettrica]] tramite la trasformazione di una [[fonte di energia primaria]]. La [[Macchina elettrica|macchina]] dedicata alla conversione dell'energia è solitamente un [[generatore elettrico]] costituito da un [[alternatore]] mosso da una [[turbina]], ad eccezione degli [[Impianto fotovoltaico|impianti fotovoltaici]] che convertono direttamente l'energia solare in energia elettrica senza l'impiego di turbine. Per la gestione dell'impianto nella centrale è presente la [[strumentazione di controllo]] e il [[trasformatore]] necessario alla [[trasmissione dell'energia elettrica]] in [[Alta tensione|alta o altissima tensione]].<ref name=":0">{{Treccani|centrale-elettrica|Centrale elettrica|accesso=3 novembre 2021}}</ref> 

Una centrale elettrica è classificata in base alla [[fonte energetica]] primaria trasformata: si hanno quindi [[centrale termoelettrica|centrali termoelettriche]], [[centrale idroelettrica|centrali idroelettriche]], [[centrale nucleare|centrali nucleari]], [[centrale solare|centrali solari]], [[centrale eolica|centrali eoliche]] e [[centrale geotermoelettrica|centrali geotermoelettriche]]''.<ref name=":0" />''

== Centrali termoelettriche ==
{{vedi anche|Centrale termoelettrica|Centrale a gas|Centrale a vapore|Centrale termoelettrica a ciclo combinato|Termovalorizzatore}}
[[File:Järvenpää CHP-plant (August 2018).jpg|thumb|La centrale termoelettrica a biomasse di [[Järvenpää]] in [[Finlandia]]]]

La [[centrale termoelettrica]] è la tipologia di centrale più diffusa. Il funzionamento si basa su un elemento [[combustibile]] che viene bruciato in modo da sviluppare [[calore]].

Nelle [[Centrale termoelettrica|centrali termoelettriche a vapore]], il combustibile ([[olio combustibile]], [[carbone]], [[gas naturale]], [[biogas]], [[idrogeno]], [[biomassa]] o [[Combustibile solido secondario|combustibile derivato da rifiuti]]) viene bruciato in una [[generatore di vapore|caldaia]] nella quale circola acqua ad alta [[pressione]] (purificata e filtrata per non danneggiare gli impianti). Il calore trasforma l'acqua in [[vapore]] che raggiunge [[temperatura|temperature]] elevate. Il vapore viene quindi convogliato verso le [[turbina a vapore|turbine a vapore]] nelle quali il vapore si espande convertendo il proprio contenuto [[Entalpia|entalpico]] in energia meccanica. Collegati all'[[Albero (meccanica)|albero]] in rotazione di tali turbine vi sono gli [[Alternatore|alternatori]] i quali convertono l'energia meccanica di rotazione in energia elettrica. 

Nelle [[Centrale termoelettrica|centrali termoelettriche turbogas]], il combustibile ([[gas naturale]], [[biogas]], [[idrogeno]] o [[olio combustibile]]) viene bruciato invece in aria in una [[camera di combustione]] e sono quindi i gas prodotti dalla combustione che vengono convogliati alle [[Turbina a gas|turbine a gas]]. Queste, come nel caso precedente, trascinano gli alternatori che convertono l'energia meccanica di rotazione in energia elettrica. 
[[File:東新潟火力.JPG|miniatura|La centrale termoelettrica a ciclo combinato di Higashi-Niigata in [[Giappone]]]]
Nelle [[centrale termoelettrica a ciclo combinato|centrali termoelettriche a ciclo combinato]], che accoppiano le due precedenti tipologie, sono presenti gruppi di generazione turbogas e gruppi di generazione a vapore. I gas di scarico uscenti dalle [[Turbina a gas|turbine a gas]] sono ancora estremamente caldi: questi vengono a loro volta utilizzati per evaporare acqua tramite [[Scambiatore di calore|scambiatori di calore]] ed il vapore così ottenuto è convogliato nelle [[turbine a vapore]]. Si ottiene quindi energia elettrica prodotta da entrambi i gruppi di turbine. Questo genere di centrali termoelettriche ha un rendimento elettrico maggiore delle precedenti poiché si riesce a convertire in maniera migliore il contenuto energetico del combustibile.

=== Vantaggi ===
Generalmente le centrali termoelettriche erogano grandi [[Potenza elettrica|potenze]], dell'ordine delle centinaia o migliaia di [[Watt|MW]] e costituiscono la spina dorsale del sistema di produzione dell'energia elettrica, perché raggiungono il massimo rendimento in regime di produzione costante; di solito, quindi, vengono tenute in funzione per lunghi periodi di tempo, costituendo la base della generazione nazionale. Anche se alcuni impianti termoelettrici sono in grado di utilizzare diversi tipi di combustibile, questo si ottiene a spese del [[rendimento termodinamico]] e quindi dei costi operativi: per questo, in generale, si costruiscono centrali termoelettriche in grado di bruciare con la massima efficienza un particolare combustibile, e si riadattano gli impianti in caso diventi necessario bruciare un combustibile diverso.
Inoltre essendo il loro regime di funzionamento dipendente di variabili facilmente controllabili come la [[portata]] di combustibile, esse esercitano un ruolo implicito di regolazione della frequenza di rete, che impianti rinnovabili non possono fornire a causa della variabilità dei fenomeni che le regolano ([[Radiazione solare|irraggiamento solare]], [[vento]], [[Precipitazione (meteorologia)|precipitazioni]]). La regolazione della frequenza risulta fondamentale per scongiurare [[Black out|blackout]].

=== Svantaggi ===
I residui della [[combustione]] dei combustibili generano una quantità elevata di prodotti inquinanti come i [[Fumo|fumi]], il [[particolato carbonioso|particolato fine]], gli ossidi di [[zolfo]] e [[azoto]] e gli [[idrocarburi]] aromatici, che possono essere dispersi nell'ambiente. I progressi tecnologici degli ultimi anni hanno fatto sì che molte misure per l'abbattimento di tali prodotti fossero attivate nelle centrali (pretrattamento del combustibile, abbattimento delle polveri, desolforatori, etc.) riducendo queste emissioni. Nei paesi meno sviluppati questo tipo di impianti sono spesso molto dannosi, poiché a causa del loro alto costo di costruzione, le strutture di depurazione dei fumi non vengono costruite e ciò le rende delle pericolose fonti di inquinamento.

== Centrali idroelettriche ==
{{vedi anche|Centrale idroelettrica}}
[[File:Portile de Fier.jpg|miniatura|La centrale idroelettrica delle [[Porte di ferro]] tra [[Romania]] e [[Serbia]] sul fiume [[Danubio]]]]
Le [[Centrale idroelettrica|centrali idroelettriche]], insieme alle centrali termoelettriche sono state le prime tipologie di centrali messe in uso. Il principio di funzionamento di queste si basa sull'utilizzo dell'[[energia cinetica]] dell'acqua, al fine di produrre corrente elettrica.

Le centrali idroelettriche si suddividono in due tipologie:
* ad acqua fluente;
* a caduta (o bacino);

Le prime sfruttano l'energia cinetica delle acque fluviali, convogliate tramite canali di derivazione in particolari [[turbina idraulica|turbine idrauliche]] messe in rotazione dal flusso dell'acqua. Collegate all'albero rotante delle turbine vi sono gli [[alternatore|alternatori]] che trasformano l'energia meccanica di rotazione in energia elettrica. Le centrali idroelettriche ad acqua fluente non hanno un bacino di accumulo e pertanto la loro generazione elettrica è soggetta alle variazioni di [[portata]] del corso d'acqua su cui insistono.

Le seconde invece possiedono un bacino di accumulo (un [[Bacino (idraulica)|invaso]], naturale o artificiale creato tramite [[diga|dighe]]) e sfruttano l'[[energia potenziale]] di notevoli masse d'acqua poste ad altezza maggiore rispetto a quella di scarico. L'energia potenziale dell'acqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire l'acqua in [[condotta forzata|condotte forzate]]. L'acqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo così energia elettrica. La presenza del bacino di accumulo permette un regime di funzionamento più regolare rispetto alle centrali ad acqua fluente.

L'[[impatto ambientale]] delle centrali idroelettriche è minore di quello delle centrali termoelettriche, per via dell'assenza di fumi, e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate: l'estrazione di energia cinetica rallenta il corso d'acqua, aumentando la velocità di sedimentazione; nel caso di centrali a caduta è necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte). La parte maggiore dell'impatto ambientale si verifica durante la costruzione, a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate. Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta.

=== Vantaggi ===
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche è che, una volta costruite, offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime; sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata. Inoltre, con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare l'acqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne, quando la richiesta di energia è minore) si può accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete, per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo. Un ulteriore vantaggio è legato al fatto che la variazione della produzione di energia può avvenire in maniera molto più rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare, variando la quantità di acqua che viene convogliata alla turbina.
Il loro impiego è, infatti, generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico.

=== Svantaggi ===
Soprattutto le centrali a caduta, che richiedono un intervento edilizio di enormi proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi, hanno un impatto ambientale di grandi proporzioni, sia nella fase costruttiva delle opere, sia a posteriori nell'impatto visivo ed estetico. Inoltre, il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale, per la maggiore umidità ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore, livellando le temperature fra giorno e notte. Questo porta in genere a variazioni nella flora e fauna locale; nel caso di bacini montani, si può avere un impatto anche su eventuali ghiacciai nelle vicinanze. Altro svantaggio è dovuto alla naturale sedimentazione, che tende a riempire lentamente l'invaso, e richiede [[Dragaggio|dragaggi]] periodici: il terriccio di risulta può essere usato a fini edilizi, per riporti e terrapieni.

== Centrali nucleari ==
{{vedi anche|Centrale nucleare}}
[[File:Olkiluoto Nuclear Power Plant 2015-07-21 001.jpg|thumb|La [[centrale nucleare di Olkiluoto]] a [[Eurajoki]] in Finlandia]]

Il funzionamento delle [[Centrale nucleare|centrali nucleari]] a fissione è analogo a quello delle centrali termoelettriche a vapore. La sola differenza sta nel tipo di combustibile e di processo tecnologico che viene utilizzato per fornire calore all'acqua in caldaia in modo da produrre il vapore da inviare alla [[turbina]]. Invece dell'impiego di combustibili fossili, nelle centrali nucleari il calore viene ottenuto da un processo controllato di [[fissione nucleare]] a catena all'interno del [[reattore nucleare a fissione]].

=== Vantaggi ===
Questa tipologia di centrali produce un'elevatissima potenza per metro quadrato occupato dall'impianto e con un costo del kWh prodotto, se si esclude il costo di smaltimento scorie, più o meno uguale a quello delle [[centrali a carbone]], rappresentando quindi una valida soluzione alla dipendenza dai combustibili fossili.

Non hanno inoltre alcuna emissione di anidride carbonica diretta in quanto in esse non avviene nessun fenomeno di combustione chimica anche se, nel suo complesso, la filiera di produzione dell'[[uranio]] e di smaltimento delle scorie determina una produzione di CO<sub>2</sub> non del tutto trascurabile.

=== Svantaggi ===
Le rigide norme di sicurezza rendono la costruzione di queste centrali costosa e lenta, anche per la variabilità nel tempo delle stesse norme.

Una rottura dei sistemi di contenimento e di refrigerazione della centrale, potrebbe portare alla dispersione nell'ambiente di materiale radioattivo: tale rischio, praticamente assente per le centrali più recenti, è ancora in minima parte presente per le centrali più vecchie tuttora operative nel mondo.

Lo smaltimento delle [[Scoria radioattiva|scorie radioattive]] e lo [[Smantellamento degli impianti nucleari|smantellamento della centrale stessa]] al termine del suo ciclo vitale (circa 40-60 anni) è un problema che non ha ancora trovato una soluzione univoca: la [[Finlandia]] e la [[Svezia]], ad esempio, hanno individuato siti sicuri per lo smaltimento delle scorie nei rispettivi territori, grazie alla presenza di zone geologicamente stabili mentre altre nazioni seguono per ora strade diverse (come il riprocessamento del combustibile nucleare esausto e il suo successivo riutilizzo sotto forma di [[Mixed oxide fuel|MOX]]).

== Centrali geotermoelettriche ==
{{vedi anche|Centrale geotermoelettrica}}
[[File:NesjavellirPowerPlant_edit2.jpg|thumb|La [[centrale geotermoelettrica]] di [[Nesjavellir]] in [[Islanda]]]]

Il funzionamento delle [[Centrale geotermoelettrica|centrali geotermoelettriche]] è anch'esso è analogo a quello delle centrali termoelettriche a vapore, con la differenza che il vapore non è prodotto da caldaie ma proviene direttamente dai vapori geotermici contenuti nel sottosuolo ([[energia geotermica]]). Non esiste dunque, in questo tipo di centrali, alcun processo di combustione.

=== Vantaggi ===
Una volta costruite le tali centrali sono estremamente pulite in quanto sfruttano un riscaldamento termico del tutto naturale e non hanno, quindi, scorie o residui atmosferici (a parte gli stessi gas provenienti dal sottosuolo). Non è richiesto alcun combustibile per la generazione di energia elettrica. Tra tutte le centrali

=== Svantaggi ===
Tali centrali hanno elevati costi di manutenzione dovuti alla composizione delle acque provenienti dal sottosuolo, che sono ricche di sali disciolti e creano depositi ed [[Incrostazione|incrostazioni]]. Spesso si trovano giacimenti geotermici anche molto grandi, ma a temperatura troppo bassa e non utilizzabile con le tecniche attuali; un possibile sfruttamento di questi giacimenti è per il teleriscaldamento domestico.

La costruzione delle centrali geotermoelettriche è possibile solamente in appositi siti con presenza di attività geotermica con caratteristiche idonee che sono in genere rari.

Esistono poi controversie relative al pericolo di eruzioni geotermali, riduzioni del livello della falda acquifera e suo inquinamento ma soprattutto all'inquinamento atmosferico da parte di gas (anidride solforosa) e metalli pesanti (arsenico) legate alla presenza di centrali geotermiche.

== Centrali eoliche ==
{{vedi anche|Parco eolico}}
[[File:Burbo Bank Offshore Wind Farm - geograph.org.uk - 4655370.jpg|miniatura|Il parco eolico offshore di Burbo Bank nel [[Regno Unito]]]]
Le [[Parco eolico|centrali eoliche]] sfruttano la velocità del vento per la produzione di energia elettrica. Il modulo base di una centrale eolica è la [[generatore eolico|turbina eolica]]. Questa apparecchiatura è composta da un'elica (composta da un numero variabile di pale, generalmente tre) collegata ad un albero alla quale è calettato il generatore di corrente.

La turbina ed il generatore sono normalmente posti ad altezze elevate in modo da essere attraversati dai venti, che mettendo in rotazione la turbina azionano il generatore che produce così energia elettrica.

La [[generatore eolico|turbina eolica]] può essere di varie dimensioni ed essere utilizzati sia per un uso domestico rurale sia in centrali normalmente composte di numerosi generatori. Le potenze di tali generatori variano dalle centinaia di W ad alcuni MW.

=== Vantaggi ===
Come per le centrali solari quelle eoliche non producono residui e scorie e non necessitano di combustibile.
Il vento è un elemento naturale, quindi l'unica spesa è l'installazione e la manutenzione. A terra l'impronta sul suolo è ridotta, quindi è possibile continuare le precedenti attività su terreno nei quali le turbine sono collocate (es. pastorizia, agricoltura). Le centrali eoliche possono essere anche collocate in mare (offshore) dove anche i venti spirano con maggiore intensità e la producibilità energetica è maggiore.

=== Svantaggi ===
Le centrali eoliche, per produrre quantità di energia apprezzabili, devono essere costituite da un numero consistente di turbine, che devono essere distanziate per evitare interferenze aerodinamiche. Inoltre, il [[Fattore di carico (elettrotecnica)|fattore di carico]] è ridotto rispetto ad altri tipi di centrale a causa della discontinuità del vento e, dunque, a parità di potenza nominale installata, una centrale eolica produce meno di una centrale nucleare o di una centrale a gas.

Le centrali eoliche devono essere installate in siti dove il regime dei venti è sostenuto, e sono degli impianti moderatamente rumorosi. Hanno inoltre una certa pericolosità per gli uccelli, che possono collidere con le pale delle turbine. In alcune località, è necessario rispettare i vincoli carattere paesaggistico riguardo alla presenza delle torri.

== Centrali solari ==
{{vedi anche|Centrale solare}}
=== Centrali solari a concentrazione ===
{{vedi anche|Impianto solare termodinamico}}
[[File:Andasol Solar Power Station 4.jpg|thumb|La centrale a concentrazione solare [[Andasol 1|Andasol]] a [[Guadix]] in [[Spagna]]]]

Le [[solare termodinamico|centrali solari a concentrazione]], utilizzano come principio di base quello delle centrali termiche classiche, la differenza sta nel metodo in cui viene prodotto il vapore.

Normalmente la centrale è formata da una superficie nella quale sono posti una moltitudine di specchi che concentrano i raggi solari in unico punto centrale dove è ubicato un ricevitore che contiene il [[fluido termovettore]]. Questo, colpita da tutti i raggi deviati dagli specchi, si scalda fino a raggiungere temperature sufficientemente elevate per produrre vapore d'acqua tramite [[scambiatori di calore]] che poi viene convogliato alle turbine per la produzione di energia elettrica. Altre configurazioni, con lo stesso principio di funzionamento, sono possibili ad esempio l'uso di [[Cilindro parabolico|cilindri parabolici]] che concentrano la luce solare nel fuoco della sezione parabolica, ove passa un tubo contenente il fluido termovettore che viene convogliato agli scambiatori di calore.

==== Vantaggi ====
Le centrali solari a concentrazione non producono emissioni inquinanti o residui, non necessitano combustibili e non producono scorie. Esclusi i costi di costruzione e manutenzione, si produce energia senza bisogno di materie prime, in quanto la luce solare è un elemento naturale. Gli impianti più moderni, prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati termicamente, che permettono di far funzionare le turbine non solo durante la notte ma con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Alcuni impianti di questo tipo hanno la possibilità di essere alimentati a gas, nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino.

==== Svantaggi ====
Questo tipo di centrali richiedono una superficie di esposizione solare di dimensioni elevate, che aumenta in funzione della potenza che si vuole produrre. Ovviamente, queste producono solo se sottoposte a buon irraggiamento solare. I costi per la messa in esercizio delle centrali solari a concentrazione sono elevati, anche a ragione della necessità di sovradimensionare le strutture produttive in modo per compensare il basso [[Fattore di carico (elettrotecnica)|fattore di carico]] dovuto alla discontinuità dell'irraggiamento.

=== Centrali elettriche fotovoltaiche ===
{{vedi anche|Centrale elettrica fotovoltaica}}
[[File:Aikawa Solar Power Plant 05.jpg|thumb|La [[centrale elettrica fotovoltaica]] di [[Aikawa]] in [[Giappone]]]]

Le [[Centrale elettrica fotovoltaica|centrali elettriche fotovoltaiche]] convertono la radiazione solare direttamente in energia elettrica sfruttando l'[[effetto fotovoltaico]]. Le centrali fotovoltaiche producono [[corrente continua]] che viene poi convertita in [[corrente alternata]] da gruppi di [[inverter]].

==== Vantaggi ====
Questo tipo di centrali richiede una bassa manutenzione dato che non sono dotate di complessi impianti ma solamente dai [[pannello fotovoltaico|pannelli fotovoltaici]] che vanno periodicamente puliti. Rappresenta, inoltre, una fonte di energia rinnovabile e non produce alcun tipo di emissione o impatto ambientale, esclusi quelli necessari alla realizzazione dell'impianto stesso di produzione.

==== Svantaggi ====
Il principale svantaggio del solare fotovoltaico è dovuto alla non prevedibilità della quantità di energia disponibile per l'immissione in rete.

== Centrali marine ==
{{vedi anche|Energia mareomotrice|Energia del moto ondoso|Energia delle correnti marine}}

=== Centrali mareomotrici ===
[[File:Barrage de la Rance.jpg|miniatura|La centrale mareomotrice del Rance, [[Francia]]]]
Le centrali marine sfruttano il movimento dell'acqua del mare dovuto alle [[marea|maree]] ed alle [[Corrente oceanica|correnti marine]] da queste generate [[moto ondoso]]. 

Nelle centrali mareomotrici, il dislivello creato dal ciclo della marea può essere utilizzato per la produzione di energia elettrica. Queste centrali accumulano l'acqua in un bacino delimitato durante l'alta marea e poi la rilasciano durante la bassa marea attraverso [[Turbina idraulica|turbine idrauliche]] che, accoppiate ad alternatori, producono energia elettrica. In alcune zone della Terra il dislivello tra alta e bassa marea può essere anche di 20 metri e può, quindi, rendere conveniente l'installazione di questi impianti.

Alternativamente, possono essere sfruttate le correnti periodiche e prevedibili di marea che vengono generate in particolari condizioni geografiche (come ad esempio negli [[Stretto|stretti]]). In questo caso, turbine idrauliche accoppiate ad alternatori sono immerse nella corrente fluida e generano elettricità in modo simile a quanto avviene in una centrale eolica.

==== Vantaggi ====
Sono impianti molto simili alle centrali idroelettriche e quindi la tecnologia è già disponibile e collaudata. La produzione di energia elettrica è prevedibile, poiché deriva dal ciclo delle maree che è periodico e calcolabile.

==== Svantaggi ====
Solo poche zone sono adatte per l'installazione di questi impianti e, comunque, la potenza generata è modesta rispetto alla superficie occupata dall'impianto.

=== Centrali a moto ondoso ===
Le centrali a moto ondoso sfruttano il movimento dell'acqua del mare dovuto al [[moto ondoso]], convertendo il moto periodico generato dalle onde in energia elettrica tramite l'impiego di turbine e alternatori o convertitori elettromeccanici. Molte tipologie diverse di configurazioni sono state sviluppate per la conversione del moto ondoso in energia elettrica, tra cui i dispositivi a [[colonna d'acqua oscillante]].

==== Vantaggi ====
Il moto ondoso ha un'alta densità di potenza: appena sotto la superficie dell'acqua dell'oceano il flusso di energia delle onde, in media temporale, è in genere cinque volte più inteso del flusso di energia eolica a 20 m sopra la superficie del mare e da 10 a 30 volte più denso del flusso di energia solare.<ref>{{Cita web|url=https://www.slideshare.net/slideshow/wave-energy-and-its-utilization-257609652/257609652|titolo=Wave energy and its utilization|sito=SlideShare|data=2023-04-28|lingua=en|accesso=2024-08-12}}</ref>

==== Svantaggi ====
La generazione di energia elettrica è per natura intermittente data la dipendenza del moto ondoso da fattori climatici, ambientali e meteorologici.

L'attuale tecnologia di generazione di energia del moto ondoso è soggetta a limitazioni tecniche derivanti dalla natura complessa e dinamica delle onde, che richiedono una tecnologia robusta ed efficiente per catturare l'energia. Le sfide includono la progettazione e la costruzione di dispositivi per l'energia del moto ondoso in grado di resistere agli effetti corrosivi dell'acqua salata e alle condizioni meteorologiche avverse. Lo sviluppo di sistemi di ormeggio efficaci per mantenere i dispositivi in posizione nel difficile ambiente oceanico e lo sviluppo di meccanismi di generazione elettrica affidabili ed efficienti per convertire l'energia del moto ondoso catturata in elettricità rimangono tematiche critiche per lo sviluppo di questa tipologia di centrali.

== Sviluppi futuri ==
Sicuramente la produzione di energia elettrica per la sua importanza è oggetto di studi e sforzi in molti ambiti. Si elencano di seguito le tecnologie in via di sviluppo. 

=== Centrali a fusione nucleare ===
{{vedi anche|Centrale a fusione}}

Sono in via di sviluppo centrali elettriche che produrranno energia elettrica a partire dalla [[fusione termonucleare]] di isotopi di idrogeno ([[deuterio]] e [[trizio]]) in [[elio]]. Diversi tipi di [[reattore nucleare a fusione]] sono ancora in fase di studio, ma la tecnologia attualmente più sviluppata è legata alla [[fusione a confinamento magnetico]] tramite l'utilizzo di [[tokamak]].

In questo ambito, la maggiore iniziativa è il progetto [[ITER]] in corso di realizzzione in [[Francia]], ad opera di un consorzio internazionale composto da [[Unione europea]], [[Russia]], [[Cina]], [[Giappone]], [[Stati Uniti d'America]], [[India]] e [[Corea del Sud]].

Il progetto ITER prevede la generazione di [[Plasma (fisica)|plasma]] stabile che fornisca più energia di quanta ne richiede per la sua generazione. Questo progetto non è in grado di produrre energia elettrica: questo sarà lo scopo del successivo progetto [[DEMO]]. Il progetto DEMO mira a convertire l'energia disponibile dalla fusione nucleare in energia elettrica e solo dopo il completamento di questi progetti si potranno costruire centrali elettriche a fusione nucleare. Le prime centrali operative sono previste per il 2050.

==== Vantaggi ====
Le centrali a fusione nucleare produrrebbero, come tipologia principale di scoria, [[elio]] che è un gas inerte e non radioattivo; inoltre non impiegherebbero combustibili fossili e di conseguenza non rilascerebbero in atmosfera [[gas serra]]. Inoltre, dovrebbero essere in grado di ottenere grandissime quantità di energia elettrica, come le centrali a fissione odierne.

==== Svantaggi ====
La fusione richiede temperature di lavoro elevatissime, tanto elevate da non poter essere contenuta in nessun materiale esistente. Il [[plasma (fisica)|plasma]] di fusione viene, quindi, contenuto grazie all'ausilio di campi magnetici molto potenti ([[Fusione a confinamento magnetico|confinamento magnetico]]) o tramite laser ([[Fusione a confinamento inerziale|confinamento inerziale]]), e le alte temperature vengono raggiunte con l'utilizzo di potenti laser o altri sistemi di riscaldamento. Il tutto rende il processo difficile, tecnologicamente dispendioso e complesso.

Altro problema è il materiale di ingresso in quanto, a differenza del [[deuterio]], il [[trizio]] non è un materiale facilmente reperibile in natura e radioattivo a vita breve.

=== Celle a combustibile ===
{{vedi anche|Cella a combustibile}}

Una centrale basata su [[celle a combustibile]] potrebbe utilizzare idrogeno (o altri idrocarburi tipo metano ed etanolo), ed ossigeno per produrre energia elettrica e calore attraverso reazioni chimiche di [[ossidoriduzione]].

L'idrogeno e l'ossigeno combinandosi nella cella a combustibile generano corrente elettrica, [[calore]], [[acqua]] (o anche anidride carbonica se il combustibile in ingresso è un idrocarburo).

==== Vantaggi ====
Bassissimo impatto ambientale e maggiore efficienza teorica, non essendo più presente il limite di Carnot. Emissione di [[gas serra]] nulle nel caso il comustibile sia idrogeno, o facilità della separazione di CO<sub>2</sub> nel caso di impiego di idrocarburi (la CO<sub>2</sub> si accumula all'anodo della cella a combustibile).

==== Svantaggi ====
L'idrogeno non è prontamente disponibile in natura e deve essere prodotto a partire da [[elettrolisi]] dell'acqua oppure da idrocarburi (tramite [[Reazione di reforming con vapore|steam reforming]], [[Cracking (chimica)|cracking]] o [[gassificazione]]).

== Note ==
<references/>

== Voci correlate ==
* [[Centrale a gas]]
* [[Produzione di energia elettrica]]
* [[Centrali elettriche in Italia]]
* [[Trasmissione di energia elettrica]]
* [[Distribuzione di energia elettrica]]
* [[Lignite]]
* [[Generatore di vapore]]
* [[Olio combustibile]]

== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=centrale_elettrica}}

== Collegamenti esterni ==
* {{collegamenti esterni}}
* {{cita web |1=http://www.terna.it/ita/index.asp |2=Sito ufficiale di "Terna" - Rete Elettrica Nazionale S.p.A. |accesso=16 dicembre 2005 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20051207043733/http://www.terna.it/ita/index.asp |dataarchivio=7 dicembre 2005 |urlmorto=sì }}
* {{cita web|url=http://www.eniscuola.net/testo.aspx?id=8|titolo=ENIScuola: Centrali Idroelettriche e mareomotrici|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20060517060558/http://www.eniscuola.net/testo.aspx?id=8|dataarchivio=17 maggio 2006}}
* {{cita web|http://www.repubblica.it/2003/i/sezioni/scienza_e_tecnologia/hammerfest/hammerfest/hammerfest.html|La centrale in fondo al mare: elettricità grazie alla luna}}
* {{cita web | 1 = http://www.genitronsviluppo.com/2009/12/14/osmosi-prima-centrale-elettrica-in-norvegia | 2 = La prima centrale a osmosi in Norvegia | accesso = 15 dicembre 2009 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20091218210053/http://www.genitronsviluppo.com/2009/12/14/osmosi-prima-centrale-elettrica-in-norvegia/ | dataarchivio = 18 dicembre 2009 | urlmorto = sì }}

{{Controllo di autorità}}
{{portale|energia|elettrotecnica}}

[[Categoria:Produzione di energia elettrica| ]]
[[Categoria:Impianti elettrici]]