Il Sole come il vento, il mare ed altre sono fonti inesauribili di energia. E’ una fonte abbondante, pulita, il suo limite è la bassa concentrazione, in quanto non in tutte le zone della Terra è presente in quantità sufficienti, e la discontinuità dovuta all’alternarsi del giorno e della notte.
L’energia fornita dal Sole è stata da sempre sfruttata dall’uomo direttamente o indirettamente. Dal Sole dipendono: la temperatura della superficie terrestre, l’evaporazione dell’acqua e di conseguenza il suo ciclo, la formazione dei venti, l’accumulo in ere antiche dei combustibili fossili.
Le tecnologie che sfruttano l’energia solare sono in continua evoluzione. Le più diffuse sono i pannelli solari a liquido refrigerante usati per il riscaldamento dell’acqua nelle case e i pannelli fotovoltaici.
I pannelli solari sono apparecchi che utilizzano direttamente l’energia termica del Sole, infatti sono usati per il riscaldamento dell’acqua delle abitazioni, per usi agricoli o industriali. Essi in genere sono montati sui tetti e funzionano come una serra; la radiazione solare passa attraverso il vetro, di cui sono formati i pannelli, sotto forma di raggi ultravioletti che hanno una bassa lunghezza d’onda; il calore viene assorbito e riemesso sotto forma di radiazione infrarossa, con maggiore lunghezza d’onda, che rimane intrappolato perchè non riesce ad attraversare il vetro.
Un pannello solare è formato da quattro elementi: una piastra metallica verniciata di nero, in modo da assorbire la maggiore quantità di radiazioni solari, un vetro d’isolamento posto nella parte superiore in modo da impedire alla radiazione di uscire, un circuito con acqua o aria disposto a spirale sotto il vetro, che viene riscaldato dal calore solare e trasporta il fluido caldo nei luoghi dove è utilizzato, uno strato isolante posto attorno a tutto il sistema per ridurre al minimo la dispersione di calore.
I pannelli fotovoltaici effettuano la conversione della luce in energia elettrica grazie a materiali che, investiti dai raggi solari, sono in grado di generare corrente elettrica grazie a un fenomeno chiamato effetto fotoelettrico. Con questo effetto i fotoni della radiazione solare, colpendo una faccia della cella, sono in grado di spostare gli elettroni liberi da uno strato all’altro, in modo da creare una differenza di potenziale tra i sistemi esterni.
Collegando con un conduttore i due strati si ottiene una corrente dovuta al movimento degli elettroni che tornano allo strato superiore.
Una cella fotovoltaica è un quadrato trasparente di silicio trattato; trenta di queste celle collegate in serie formano un modulo. Più moduli uniti insieme formano un campo fotovoltaico. Questi moduli producono corrente continua che viene trasformata in corrente alternata grazie ad un apparecchio chiamato inverter. L’energia prodotta passa attraverso un trasformatore, per poi essere distribuita.
Le centrali fotovoltaiche sono formate da centinaia o migliaia di moduli che producono enormi quantità di energia che può essere immessa direttamente nella rete di distribuzione elettrica oppure accumulata in batterie per poi essere utilizzata quando serve.
Purtroppo l’energia solare non è programmabile e dipende da fattori impossibili da prevedere come le condizioni atmosferiche, infatti, il fotovoltaico funziona bene quando il Sole è alto nel cielo e non ci sono nubi, per cui produce in piena potenza per circa 1000 ore all’anno.
Si stanno sviluppando molto le centrali termosolari, sono impianti in cui sono installati tantissimi specchi che concentrano i raggi del Sole o su una caldaia o su un tubo speciale. Grazie a questa tecnologia si raggiungono temperature fino a 1000°C che fanno evaporare il liquido contenuto nel serbatoio o nel tubo. Il vapore di conseguenza aziona un sistema di turbine e generatori per la produzione di energia.
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