Il sole: fotovoltaico, solare a concentrazione, solare termico

Il sole è una stella G2 – un po’ più grande di una stella media. Nel suo nucleo, ogni secondo, 700 milioni di tonnellate di idrogeno si convertono in elio con reazioni di fusione nucleare, rilasciando un’energia pari a 386 miliardi di miliardi di megaWatt.

Il sole potrebbe rispondere in pieno alle esigenze energetiche dell’umanità?

“Certo – rispose Hermann Scheer, l’artefice della politica energetica tedesca ai microfoni di LifeGate Radio – il sole proietta sulla terra ogni giorno 15 mila volte tanta l’energia che noi produciamo con il nucleare e con le altre fonti non rinnovabili”.

Il sole, il fotovoltaico, il solare termico e a concentrazione

La superficie della Terra viene raggiunta da 170.000 TW (1 TeraWatt = 1 milione di milioni di Watt) di energia solare.

Di questi 170.000 TW:

– 50.000 TW vengono riflessi dagli strati superiori dell’atmosfera;

– 30.000 TW vengono assorbiti dall’atmosfera;

– 90.000 TW arrivano alla superficie terrestre. Di questi 90.000 TW, la maggior parte viene riflessa dalla superficie oppure viene assorbita e riemessa.

Una porzione invece si trasforma:

– 400 TW sollevano l’acqua dei mari sino alle nubi,

– 370 TW mettono in moto il vento,

– 80 TW vengono trasformati dalla fotosintesi delle piante.

Insomma, un immenso flusso di energia avvolge la Terra, si modifica e si trasforma. Raccogliere questa fonte di energia rinnovabile è la sfida, imparare ad intercettare almeno parte di questa cascata d’oro.

Il sole, dalla fonte rinnovabile all’energia elettrica

Oggi sono almeno quattro i sistemi per farlo.

– fotovoltaico, in cui la radiazione solare viene trasformata direttamente in energia elettrica mediante “celle solari al silicio”.

– solare termico, per riscaldare un liquido sia direttamente (i pannelli scalda-acqua diffusi nei paesi mediterranei) che con pompa di calore;
solare a concentrazione, termoelettrico-dinamico, con specchi che concentrano il calore su caldaie che vaporizzano l’acqua inviandola al turbogeneratore;

– solare passivo, in architettura, con la razionalizzazione delle forme, della struttura, dei materiali e degli orientamenti degli edifici per catturare e trattenere la maggior quantità di luce solare e di calore, o regolare il caldo e il freddo.

Sono in arrivo nuove centrali solari a concentrazione, celle fotovoltaiche più efficienti, versatili e colorate, moduli solari fotovoltaici trasparenti da incorporare nelle finestre e nei vetri degli edifici.

Il potenziale del fotovoltaico per la produzione mondiale di energia.

Secondo la Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation, il 4% della superficie del Sahara coperto di pannelli fotovoltaici soddisferebbe i consumi energetici dell’intero globo.