Energia solare

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Energia solare

Un’energia quasi gratuita e sicuramente pulita

L’energia solare è la fonte di energia primaria per eccellenza

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Il sole un energia pulità per l'umanità

Ogni anno il sole invia sulla terra tramite la sua radiazione circa 20.000 miliardi di TEP (Tonnellate Equivalenti Petrolio) mentre la domanda annua di energia è di circa 10 miliardi di TEP. In Italia la necessità annua di energia è di circa 170 milioni di TEP.

Tutta l’ energia che utilizziamo ha origine dall’irradiamento solare, compresi i combustibili fossili. In questa sezione del portale www.lacasagiusta.it saranno trattati i sistemi termosolari attivi e passivi e i sistemi fotovoltaici che sono le applicazioni solari più dirette.

Sono ormai abbastanza chiari i segni di un rinnovato interesse per l’energia solare. Non si avvertiva più niente di simile dagli anni Settanta: vale a dire dagli anni della prima grave crisi petrolifera.

Allora furono molte le speranze riposte in questa forma di energia pulita, facilmente disponibile e praticamente inesauribile.

I risultati ottenuti furono però molto deludenti, sia a causa di aspettative teoriche troppo ottimistiche, sia a causa di errori tecnici.

Oggi siamo comunque in grado di evitare gli errori del passato. Tuttavia ciò non basta ad assicurare una rinascita certa e stabile del solare, perché i suoi costi sono ancora assai elevati.

Sono necessari anche adeguati incentivi, giustificati dal fatto che il solare può limitare il consumo dei combustibili fossili, che ormai stanno compromettendo i delicati equilibri termici e biologici del nostro pianeta.

Va considerato che la difesa dell’ambiente e della nostra salute non può essere lasciata unicamente alle leggi di mercato, perché il mercato ignora queste realtà di primaria importanza.

Ignora, ad esempio, i danni causati dallo smog, oppure quelli connessi alla troppa anidride carbonica immessa nell’atmosfera. E pertanto non può porvi rimedio.

Spetta dunque ai poteri pubblici correggere queste carenze: ad esempio, incentivando l’uso di energie meno dannose di quelle finora imposte proprio dalle leggi di mercato. E in merito c’è da augurarsi che anche il nostro Paese sappia imboccare la via giusta, abbandonando politiche e metodi che ci hanno saldamente relegato agli ultimi posti in Europa.

Forse (ma si sa le cose semplici non piacciono ai nostri legislatori) basterebbe andare a vedere cosa hanno fatto in Germania, in Austria o in Svizzera:

Paesi con “meno sole” del nostro, ma dove il solare è di gran lunga più diffuso.

Come utilizzare l’energia solare

Energia solare termica 

L’energia termica derivante dall’ irraggiamento solare può essere “catturata” in molti modi e utilizzata per le varie necessità energetiche: come semplice energia termica utile alla produzione di acqua calda per usi sanitari e per riscaldamento ma anche per ottenere energia frigorifera , energia elettrica o energia meccanica le tecnologie migliori permettono anche la cogenerazione di più tipologie di energia ed è possibile accumulare l’energia termica in molti modi e per differenti usi.

Il potenziale dell’energia ottenibile dal calore proveniente dal sole è tale da soddisfare buona parte delle necessità termiche e una non marginale quota di energia elettrica, inoltre si può ottenere anche il calore necessario nella produzione di carburanti biologici.

Energia fotovoltaica

impianto-fotovoltaico

Impianto fotovoltaico

L’effetto fotovoltaico consiste nella trasformazione della luce in energia elettrica. Esso è noto fin dal secolo scorso, quando si scoprì che era possibile trasformare direttamente l’energia solare in energia elettrica tramite una cella elettrolitica senza passare per processi termodinamici.

La prima applicazione commerciale si ebbe nel 1954 negli Stati Uniti, quando i laboratori Bell realizzarono la prima cella fotovoltaica utilizzando il silicio monocristallino. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: gli impianti senza accumulo e quelli con accumulo; questi ultimi sono provvisti di accumulatori per “mettere in serbo”, durante il giorno e specialmente nelle ore di sole, l’energia elettrica da utilizzare poi durante la notte e quando il sole è coperto.

1) L’energia viene conservata in batterie (normalmente piombo-acido) ed un regolatore di carica impedisce che la tensione di carica superi un certo valore per salvaguardare l’integrità degli accumulatori. Gli impianti con accumulo sono impiegati nelle “utenze isolate”, cioè là dove gli utilizzatori non sono collegati alla rete, e quindi, se la loro fonte di elettricità fosse quella solare, ne rimarrebbero senza proprio la notte, quando la luce è indispensabile.

2) Gli impianti senza accumulo sono normalmente utilizzati per fornire energia a una rete elettrica già alimentata da generatori convenzionali e servono ad immettervi altra energia. E’ così possibile cedere alla rete l’energia prodotta in eccesso e richiederne quando il sole non fornisce sufficiente energia per coprire i fabbisogni.

Valori della radiazione solare

irraggiamento europa

Radiazione solare disponibile in europa

Insolazione annua [ kWh/m2 ] in base ai valori dell’Atlante Europeo delle radiazioni solari

Prima di entrare nell’atmosfera terrestre, la radiazione solare ha una potenza (valutata rispetto ad una superficie ad essa perpendicolare) di circa 1.350 W/m2. Sulla terra, invece, la sua potenza è sensiblmente inferiore in quanto l’atmosfera agisce da filtro nei confronti dei raggi solari.

I normali valori sono circa 1.000 W/m2 con cielo sereno, 100÷150 W/m2 con cielo coperto.

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