1. ENERGIA
SOLARE
Ilaria Carti 20/01/2013 1

2. sommario
●Cenni di teoria sull'energia solare
●Bilancio termico
●Tipologie di pannelli
●Obbiettivi futuri
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3. Cenni di teoria sull'energia solare
L'energia solare è l'energia associata alla radiazione solare e rappresenta la
fonte primaria di energia sulla Terra che rende possibile la vita.
Da questa energia derivano più o meno direttamente quasi tutte le altre fonti
energetiche disponibili all'uomo quali i combustibili fossili, l'energia eolica,
l'energia del moto ondoso, l'energia idroelettrica, l'energia da biomassa con
le sole eccezioni dell'energia nucleare, dell'energia geotermica e dell'energia
delle maree. Può essere utilizzata direttamente a scopi energetici per
produrre calore o energia elettrica con varie tipologie di impianto.
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4. Dal punto di vista energetico si tratta di un'energia alternativa ai classici combustibili
fossili, rinnovabile e pulita (energia verde) nonché una delle energie a sostegno della
cosiddetta economia verde nella società moderna. Può essere opportunamente
sfruttata attraverso diverse tecnologie e a diversi fini anche se in diverse sue
tecnologie di sfruttamento soffre di variabilità e intermittenza di produzione ovvero
non piena programmabilità dovuta ai cicli giorno-notte e alla copertura nuvolosa.
La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa
diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso, ma
poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto
vaste per averne quantità significative, e piuttosto difficile da convertire in energia
facilmente sfruttabile con efficienze accettabili. Per il suo sfruttamento occorrono
prodotti tecnologici in genere di costo elevato che rendono attualmente l'energia
solare notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di produzione dell'energia. Lo
sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l'uso dell'energia solare è un
settore della ricerca molto attivo ma che, per il momento, non ha avuto ancora
risultati rivoluzionari.
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5. Bilancio termico
La radiazione solare che
colpisce la superficie
terrestre in un’ora è pari
a circa 342 w/m2; di
questi solo 235 w/m2
sono effettivamente
assorbiti dalla superficie
terrestre, mentre i
restanti 107 sono
immediatamente riflessi
nello spazio.
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6. Tipologie di pannelli
L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità
(fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le
tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del
sole:
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.
Pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi
semiconduttori per produrre energia elettrica
quando sollecitati dalla luce.
Pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare
per convogliare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui
scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani
che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è
posta una caldaia riempita di sali che per il calore
fondono.
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8. Obbiettivi futuri
Attualmente la maggior parte degli studi si concentra su nuove
generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di
quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a
quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi
puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali
dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e
trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o
raggi laser.
Sono in fase di sperimentazione prototipi di sistemi di cogenerazione
fotovoltaica in cui si realizza la produzione simultanea di energia
elettrica e termica.
In tutto il mondo, sono attualmente allo studio nuove tecnologie e nuovi
sistemi per sfruttare l'energia del sole allo scopo di creare le prime vere
centrali solari; citiamo ad esempio le centrali CRS (Central Receiver
System) (es progetto PS10) e la torre solare australiana realizzata
dall'EnviroMission Ltd di Melbourne.
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