La principale fonte di energia rinnovabile presente sulla terra, l’energia solare è una risorsa molto preziosa per il pianeta. É pulita, rinnovabile e pressoché inesauribile, non comporta alcuna emissione di CO2 e non libera polveri nell’atmosfera. É da sempre considerata una delle soluzioni principali per quanto riguarda l’approvvigionamento energetico mondiale che non danneggia l’ambiente.
Ma come funziona l’energia solare? e che differenza c’è tra solare fotovoltaico, termico e termodinamico? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell’utilizzo dell’energia solare?
In questo articolo vedremo insieme tutte le curiosità al riguardo e cercheremo di capire i meccanismi che si celano nei sistemi che ci potrebbero permettere di raccogliere energia senza danneggiare ulteriormente il nostro prezioso pianeta.
Definizione di energia solare
Quando si parla di energia solare ci si riferisce all’energia che viene emessa dal sole sotto forma di radiazione solare.
É la fonte primaria di energia presente sulla terra, dalla quale si generano quasi tutte le altre.
Si può utilizzare in due modi:
- Per generare energia elettrica attraverso l’effetto elettromagnetico
- Per riscaldare i fluidi attraverso l’energia termica
L’energia solare permette, attraverso i moderni sistemi tecnologici a disposizione, di generare energia per riscaldare gli ambienti domestici e molto altro ancora.
Il suo funzionamento non è molto complicato: il sole irradia una potenza di 50 milioni di GW distribuita su tutta la superficie terrestre, ciò significa che l’energia che arriva dal sole è pari a 1,4 kw al metro cubo. Come abbiamo detto, attraverso l’energia solare si può ricavare energia attraverso il sistema fotovoltaico (che sfrutta i famosi pannelli fotovoltaici), il sistema termico (che si basa sul collettore termico), e infine quello termodinamico (che è basato su un misto di impianto solare termico e pompa di calore). Queste tre modalità consentono di ricavare energia in maniera sicura e pulita, ma soprattutto efficiente.
Solare fotovoltaico
Questo sistema ha la particolarità di trasformare l’energia trasmessa dal sole in energia elettrica in maniera diretta, ossia senza l’utilizzo di un combustibile. A raccogliere l’energia del sole ci pensano i famosi pannelli fotovoltaici: questi funzionano attraverso un componente fondamentale del generatore, la cella fotovoltaica costituita da un pannello sottile di materiale semiconduttore, spesso il silicio, in cui avviene la conversione da radiazione solare a corrente elettrica.
I materiali semiconduttori hanno la proprietà di lasciare gli elettroni liberi di muoversi quando la luce li colpisce in maniera diretta. Questi vengono poi incanalati attraverso un dispositivo e producono energia elettrica. L’energia solare non è però un’energia costante, durante la notte, ad esempio, questa non è presente, ma i moderni impianti fotovoltaici sfruttano la capacità di accumulo e compensano le ore notturne con sistemi complementari all’avanguardia.
Solare termico
Un impianto solare termico ha un funzionamento diverso dal fotovoltaico ed è una soluzione che in molti utilizzano come ottimizzazione delle risorse energetiche domestiche. Con il solare termico è possibile riscaldare l’acqua domestica e in parte anche produrre un riscaldamento dell’abitazione. In questo tipo di impianto l’energia solare viene commutata in energia che può essere utilizzata per riscaldare i dispositivi ad essa collegati. A far questo vi è un collettore solare che è molto diverso da un pannello solare: è composto da un fluido termovettore che si trova depositato all’interno di tubi trasparenti in cui l’energia solare penetra. La luce del sole viene anche catturata da un’apposita piastra assorbente mentre un isolante evita che il connettore si riscaldi troppo.
Attraverso il solare termico è possibile ridurre l’utilizzo di gas naturale e altri combustibili fossili per riscaldare la propria acqua e la propria abitazione. In questo modo il nostro impatto sul pianeta diminuisce considerevolmente: la tecnologia in questo campo è in continua evoluzione ed è importante iniziare a fare consapevolezza su queste tematiche che ci coinvolgono tutti.
Solare termodinamico
Sono conosciuti come impianti solari a concentrazione. Vengono adibiti alla produzione di acqua calda all’interno di abitazioni come il solare termico. La differenza è che questi pannelli sono in grado di produrre acqua calda in qualsiasi condizione atmosferica. Gli impianti sono utilizzati per produrre elettricità fornendo calore ad alta temperatura attraverso un ciclo termodinamico a conversione indiretta.
Il funzionamento è molto semplice: il calore prodotto dal sole viene raccolto e convertito in energia attraverso una turbina a vapore che ha anche la particolarità di immagazzinare oltre che produrre energia. In questo, i sistemi termodinamici sono molto più efficienti perché attraverso di essi è possibile accumulare energia in maniera avanzata e per questo motivo oltre a livello domestico il solare termodinamico è utilizzato per alimentare a calore di abitazioni più strutturate.
Vantaggi e svantaggi dell’energia solare
Vantaggi
I benefici dell’energia solare sono indiscutibili: una fonte di energia inesauribile, rinnovabile e soprattutto pulita.
L’energia solare permette un risparmio economico non indifferente, nonostante l’investimento iniziale di installazione. Inoltre, l’energia solare raccolta può essere utilizzata in vari modi, sia sotto forma di calore che di conversione in energia elettrica.
Svantaggi
In passato ci sono state molte critiche per quanto riguarda i costi di installazione e di manutenzione degli impianti. Inoltre, è stata messa in discussione l’imprevedibilità della fonte di energia per via delle condizioni meteorologiche non sempre favorevoli. Fortunatamente, le innovazioni tecnologiche del settore permettono l’implementazione di nuove strategie di raccolta e gli impianti moderni hanno bisogno di meno manutenzione rispetto ad anni fa. I sistemi di controllo e di rendimento possono essere gestiti in autonomia in maniera digitale.
Conclusione
Il sole è una risorsa di energia di straordinario valore che può essere utilizzata in maniera perenne ottenendo dei vantaggi quantificabili sia sui costi in bolletta, che per quanto riguarda il costo della vita sulla terra. È indispensabile continuare a fare chiarezza su certi aspetti tecnici e togliere dei dubbi fondamentali per permettere a chiunque di accedere a una fonte di energia alternativa sicura e pulita a disposizione di tutti.