Il sole, una fonte di energia
L'energia solare e' l'energia prodotta sfruttando direttamente la luce irraggiata dal Sole (fonte rinnovabile) verso la Terra.In qualsiasi momento il Sole trasmette sull'orbita terrestre 1367 watt per m2; tenendo conto del fatto che la Terra e' una sfera che ruota, l'irraggiamento solare medio, alle latitudini europee, e' di circa 200 watt/mq. Se moltiplichiamo questa potenza media per metro quadro per la superficie dell'emisfero terrestre istante per istante esposto al sole, si ottiene una potenza maggiore di 50 milioni di gigawatt (1 gw e' circa la potenza media di una grande centrale elettrica).
Quindi, la quantita' di energia solare che arriva sul suolo terrestre a' enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanita' nel suo complesso, ma e' poco concentrata: e' necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantita' significative; inoltre, e' piuttosto difficile da convertire in energia facilmente sfruttabile con efficienze accettabili. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l'uso dell'energia solare e' un settore della ricerca molto attivo ma che, per adesso, non ha avuto risultati rivoluzionari.L'energia solare puo' essere utilizzata per generare elettricita' (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole: il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo;
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'estremita' di una torre in cui e' 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 proprieta' di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce.
Attualmente i pannelli solari vengono utilizzati per fornire acqua calda e riscaldamento ad abitazioni e piccoli complessi; si e' tentato di realizzare centrali solari che, utilizzando turbine, convertissero il calore immagazzinato in energia elettrica, ma questi esperimenti sono sostanzialmente falliti per la bassa resa di queste centrali rapportate con gli alti costi di gestione e con la discontinuita' della fornitura elettrica.I pannelli fotovoltaici vengono utilizzati prevalentemente per alimentare dispositivi distanti dalle reti elettriche (sonde spaziali, ripetitori telefonici in alta montagna, ecc) o con richieste energetiche talmente ridotte che un allacciamento alla rete elettrica risulterebbe antieconomico (segnaletica stradale luminosa, parchimetri, ecc) e sconveniente dal punto di vista organizzativo. Ovviamente questi dispositivi devono essere dotati di accumulatori in grado di accumulare la corrente elettrica prodotta in eccesso durante la giornata per alimentare le apparecchiature durante le ore notturne e durante i periodi nuvolosi.Con le attuali tecnologie i pannelli fotovoltaici sono sensibili anche alla radiazione infrarossa (invisibile) dei raggi solari e dunque producono corrente anche in caso di tempo nuvoloso e pioggia. La quantita' d'energia erogata e' tuttavia variabile e difficilmente prevedibile: questa discontinuita' rende difficile soddisfare in ogni momento la domanda di corrente, a meno di una produzione con un largo margine di sicurezza al di sopra dei picchi annuali di domanda.
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