energia solare

Come funziona l'energia solare

Produrre elettricità e calore sfruttando il Sole, che è la fonte primaria di energia per il pianeta: cos'è l'energia solare e come funziona
Come funziona l'energia solare FASTWEB S.p.A.

Il Sole è una fonte di energia rinnovabile ad ampio raggio di azione, disponibile per tutti, inesauribile e soprattutto green al 100%, dato che la sua produzione non comporta emissioni di anidride carbonica o polveri sottili. La radiazione solare che arriva sulla Terra è pari a circa 1.4 kilowatt al metro quadro e sfruttandola a pieno sarebbe in grado di soddisfare il fabbisogno energetico mondiale. L'energia così "raccolta" consente la produzione di elettricità e calore utilizzando principalmente tre tipologie di impianti: fotovoltaico, termico e termodinamico. Negli ultimi anni poi l'evoluzione tecnologica di pannelli fotovoltaici e termici ha permesso di ottenere una migliore efficienza energetica.

Ad oggi, la quantità di energia prodotta da fonti rinnovabili in Europa è del 32% e le politiche green ne prevedono un rapido aumento nei prossimi anni. In Italia nel 2019 l'energia rinnovabile ha rappresentato il 35% di tutta quella prodotta, tra posizionandosi tra i primi 15 Paesi produttori di energia green in Europa e il trend è in continua crescita. Per capire come sfruttare al meglio l'energia solare, bisogna capire come funziona, quali sono le tecniche per produrla, i vantaggi e gli svantaggi.

Energia solare: impianto fotovoltaico

energia solareGli impianti fotovoltaici sono costituiti da pannelli che trasformano l'energia solare in energia elettrica. Questi pannelli sono realizzati da celle fotovoltaiche, in cui avviene la trasformazione dell'energia grazie alla presenza di un materiale semiconduttore. Il materiale colpito dalla radiazione solare libera un movimento degli elettroni al suo interno che generano un flusso di corrente elettrica.

Ad oggi, i principali pannelli fotovoltaici in commercio sono realizzati in silicio. La ricerca nel campo delle energie rinnovabili si orienta quindi anche nella progettazione e lo sviluppo di pannelli con materiali che garantiscono una maggiore efficienza energetica, come ad esempio la perovskite o i fogli di grafene.

Il problema principale dell'impiego del fotovoltaico nelle abitazioni e negli edifici è che l'energia prodotta può essere utilizzata solo durante il giorno e quella prodotta in eccesso dagli impianti reimmessa nella rete elettrica e venduta alle compagnie.

Durante la notte o nelle giornate di nubi e pioggia, l'impianto non entra in funzione, costringendo chi ne è dotato a utilizzare l'energia proveniente dalla rete. Negli ultimi anni la soluzione sembra arrivare dagli accumulatori: delle batterie da associare a un impianto fotovoltaico per lo stoccaggio dell'energia elettrica da riutilizzare anche di notte o quando il pannello non si attiva.

Energia solare: impianto termico

energia solareSe la radiazione solare viene utilizzata per produrre acqua calda, ci troviamo davanti a un impianto termico. Questa tipologia di impianti viene utilizzata soprattutto per riscaldare l'acqua sanitaria degli edifici, dalle case private alle aziende, oppure gli ambienti.

In particolare, gli impianti termici si basano sull'uso di un collettore termico: la radiazione solare scalda il liquido all'interno, detto fluido termovettore, che inizia a muoversi portando calore in alcune zone dell'impianto. Questo metodo non solo è sostenibile, ma aiuta anche a non utilizzare la combustione del gas, come avviene nelle più comuni e diffuse caldaie, che producono l'emissione di gas inquinanti. Come per l'impianto fotovoltaico, anche quello termico non si attiva durante la notte e nelle giornate con poca radiazione solare, ma solitamente prevede l'implementazione di una batteria da accumulo.

Energia solare: impianto termodinamico

energia solareL'impianto solare termodinamico unisce il collettore dell'impianto termico a una pompa di calore, cioè una macchina termica che estrae e trasferisce energia termica sfruttando diverse forme di energia, generalmente di tipo meccanico. Uno dei più grandi vantaggi di questo sistema è che la tecnologia gli consente di funzionare all'impianto durante tutto l'anno e per l'intero arco della giornata, senza risentire delle limitazioni del clima.

Energia solare: vantaggi e svantaggi

energia solareIl principale vantaggio dell'energia solare è il suo essere totalmente green: nessuna combustione di gas, né emissione di anidride carbonica. Inoltre, è omogenea: tutte le zone del pianeta sono irradiate dalla luce, anche se alcune zone del pianeta come quelle in prossimità della fascia equatoriale, sono più esposte.

Da un punto di vista economico, installare un pannello fotovoltaico o un collettore per l'acqua calda è una spesa importante, ma che nell'arco di pochi anni viene completamente ammortizzata, tra risparmi in bolletta ed eventuali detrazioni fiscali per incoraggiare anche i privati a munirsene. Aggiungendo all'impianto un accumulatore, i costi delle bollette possono essere abbattuti del 90%.

Esistono però degli svantaggi nell'utilizzo dell'energia solare. Il principale è proprio che la radiazione solare è influenzata dagli eventi atmosferici e dall'alternanza del giorno e della notte. Una condizione che non garantisce una produzione continua, ma che può essere facilmente risolta con l'installazione di batterie da accumulo da utilizzare quando il Sole non è disponibile.

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