L'energia solare è la più nota delle energie rinnovabili presenti sul nostro Pianeta.
Ottenuta dal sole, viene riconvertita in energia elettrica tramite l'utilizzo dei pannelli solari e impianti fotovoltaici.
Grazie ad essa è possibile illuminare case e uffici senza inquinare: a differenza delle fonti energetiche non rinnovabili, l'energia solare (e tutte le altre fonti rinnovabili) rispetta il mondo naturale.
Cos'è l'energia solare
Prima di vedere nel dettaglio il suo funzionamento, è bene spiegare cos'è l'energia solare. Si tratta di uno dei beni più preziosi presenti sul Pianeta: permette a tutte le creature della Terra di sopravvivere, comprese le piante (il processo di fotosintesi clorofilliana senza il sole sarebbe impossibile). La radiazione solare innesca inoltre processi fondamentali per la vita terrestre, come i venti e le maree, e da essa si sono originati anche i combustibili fossili.
Gli esseri umani nel corso dei secoli hanno saputo come utilizzare l'energia solare, sfruttata in primo luogo per la gestione del ciclo vitale delle piante. Il momento di svolta coincide con l'arrivo del XIX secolo e della cella solare, invenzione fondamentale per ottenere energia elettrica dal sole. È un dispositivo che consente di trasformare la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il fenomeno fisico dell'effetto fotovoltaico.
Dalla prima cella fotovoltaica è passato un secolo e mezzo: in questo arco temporale l'energia solare si è imposta come quella tra le energie rinnovabili maggiormente in crescita.
Come funziona l'energia solare
Come abbiamo visto, le celle solari sono lo strumento con cui la radiazione del sole viene convertita in elettricità. Ciò avviene tramite l'effetto fotoelettrico: nel momento in cui la luce colpisce il pannello fotovoltaico, gli elettroni presenti nel silicio della cella vengono stimolati. Si produce così corrente.
Le varie celle formano un modulo, e l'insieme dei moduli forma il pannello, posizionato a sua volta su strutture di sostegno. Esse garantiscono il giusto orientamento dei pannelli rispetto alla luce solare.
Esistono due tipologie di strutture di sostegno: fisse oppure a inseguimento (dette tracker). Queste ultime a loro volta possono essere monoassiali (seguono i raggi solari con un movimento su un asse di rotazione orizzontale) o biassiali (movimento verso tutte le direzioni).
I pannelli, composti da celle e uniti in stringhe, vengono collegati all'inverter, sistema che permette la trasformazione da corrente continua in alternata. Una volta trasformata, la corrente alternata può essere distribuita nella rete, che alimenterà case e aziende. Il tutto ad emissioni zero.
L'energia può anche essere immagazzinata, per venire poi rilasciata a seconda delle necessità. Nel momento in cui si verifica un'elevata domanda, si può erogare l'energia accumulata entro pochi secondi, mentre quando c'è un calo è possibile immagazzinare quella in eccesso evitando così inutili sprechi.
Anche i moduli fotovoltaici possono essere di diverse tipologie. Quelli più utilizzati sono tre:
- Silicio monocristallino: moduli blu scuro, caratterizzati da celle con cristalli orientati nella stessa direzione e disposti in maniera ordinata
- Silicio policristallino: moduli blu cangiante, caratterizzati da celle con cristalli orientati in maniera non uniforme. Attraggono meno potenza rispetto al monocristallino, quindi dispongono di un'efficienza inferiore
- A film sottile: adatti per lavorare con luce diffusa o ad alte temperature
Possono essere inoltre monofacciali oppure bifacciali. Nel primo caso, la luce del sole viene catturata solo frontalmente, mentre nel secondo viene utilizzata anche la luce riflessa e diffusa dal retro del pannello.
Vantaggi e svantaggi dell'energia solare
I vantaggi dell'energia solare sono molteplici: l'utilizzo di questa risorsa porta con sé benefici sia dal punto di vista ambientale che economico. Il sole è una fonte energetica che non prevede alcuna emissione di gas, e risulta perciò a zero emissioni di CO2. Inoltre, è diffusa in tutto il Pianeta (anche se alcune zone sono più esposte).
Parlando di vantaggi economici, il risparmio in bolletta e le detrazioni fiscali consentono di ammortizzare nel giro di pochi anni i costi ingenti per l'installazione dell'impianto.
L'energia solare ha anche degli svantaggi, dovuti alla radiazione solare non continua. L'alternarsi del giorno e della notte e la presenza di eventi climatici avversi non garantisce la continuità della produzione. Esistono tuttavia impianti fotovoltaici con accumulo, che consentono di disporre di energia elettrica anche quando l'impianto stesso non la produce.
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