Energia solare alternativa
Tutti sanno che il sole è una fonte di energia inesauribile, e per di più gratuita. Perchè allora non imparare ad utilizzarla?
L'energia che proviene dal Sole viene chiamata energia pulita o alternativa, in rapporto all'energia che consumiamo ancora oggi, che proviene da idrocarburi e combustibili fossili, fonte esauribile e inquinante.
Tutti sanno che il Sole è una fonte di energia inesauribile, e per di più gratuita.
Forse però non tutti sanno che il sole investe la Terra con un'energia 15 mila volte superiore a quella di cui il mondo ha bisogno, e questo ogni giorno!!!
Perchè allora non imparare a raccoglierla, a usarne un pò?
Se prendete la definizione di energia solare su it.wikipedia.org, impararete che alle latitudini europee l'irraggiamento solare medio a livello del suolo, tenuto conto delle 24 ore e delle stagioni, è di 200 watt per metro quadro.
Wikipedia afferma che siccome l'energia solare è poco concentrata, cioè è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative, risulta difficile da convertire in energia elettrica.
Inoltre si afferma che abbiamo bisogno anche di potenza, non solo di energia?
Noi non siamo d'accordo con queste affermazioni, prima di tutto perchè si è appena detto che l'irraggiamento europero medio è di 200 watt/mq. e il watt misura proprio la potenza, poi perchè la tecnologia fotovoltaica ha fatto negli ultimi tempi passi enormi, soprattutto in Germania e in Giappone.
Sapete a quanto ammonta la frazione di energia solare effettivamente trasformata dagli impianti fotovoltaici?
La densità di potenza in arrivo dal sole alla superficie dell'atmosfera terrestre vale 1353 W/m2 (costante solare), che in termini di energia equivale a circa 32.5 kWh/m2/giorno.
Tenendo conto della rotazione terrestre, alle nostre latitudini (40° Nord), l'insolazione media alla superficie dell'atmosfera vale circa 8 kWh/m2/giorno corrispondenti a circa a 2900 kWh/m2/anno.
(fonte: Università degli Studi di Bologna)
Nell'attraversare l'atmosfera, la radiazione solare viene in parte assorbita e diffusa e il valore dell'insolazione media si riduce al suolo a circa 5,5 kWh/m2/giorno, corrispondenti a circa 2000 kWh/m2/anno.
Questo valore si riferisce a condizioni di atmosfera limpida; nubi e nebbie riducono l'insolazione effettiva di circa un 30%.
Dati storici rilevati da stazioni metereologiche e mediati nel tempo consentono di definire mappe con curve isoradiative che riportano i valori medi giornalieri per le varie località: per Bologna, per esempio, 3.9 kWh/m2/giorno, circa 1420 kWh/m2/anno.
L'energia raccolta dai moduli fotovoltaici dipende inoltre ancora da due fattori: l'angolo di inclinazione rispetto al suolo (tilt) a cui i pannelli vengono montati, e l'angolo di azimut rispetto alla direzione Sud.
Alle nostre latitudini la massimizzazione della cattura di energia avviene con un angolo di tilt di circa 30° e azimut 0°.
In questo caso il guadagno rispetto al caso orrizontale è circa il 10%. Se le superfici invece si discostano dall'orientazione Sud di un angolo fino a 30° la diminuzione di energia raccolta resta limitata.
In particolare le nubi riducono mediamente del 30% l'energia solare convertibile dal nostro impianto.
Avete presente le calcolatrici tascabili ad energia solare in commercio da diversi anni?
Quindi sapete che non hanno bisogno di ricevere la luce solare diretta per funzionare, difatti funzionano anche in penombra.
Immaginate a questo punto l'incredibile potenziale che ha l'industria del solare fotovoltaico nei prossimi anni!
Nella figura qui sotto vediamo come funziona schematicamente un impianto a energia solare fotovoltaica in una qualsiasi abitazione, indipendentemente che si tratti di una casa isolata o connessa alla rete elettrica nazionale (figura 1).
Come funziona?
L'impianto fotovoltaico trasforma l'energia solare in elettricità. Quando la luce colpisce i materiali semiconduttori, come il silicio, si genera un flusso elettronico che immesso in un circuito chiuso si trasforma in energia elettrica.
Il vantaggio di questo sistema è soprattutto la produzione di energia pulita, non inquinante, rinnovabile.
La potenza dei moduli fotovoltaici si calcola in kWp (Kilowatt di picco), che esprimono la potenza erogata dal sistema in condizioni ottimali (quando è garantito un buon irraggiamento solare).
Il pannello fotovoltaico è costituito da diverse celle connesse tra di loro, che captano la luce solare.
L'energia raccolta viene trasformata da un inverter da corrente continua in corrente alternata, per adattare l'elettricità prodotta a quella richiesta per l'uso degli apparecchi di casa.
L'inverter non è indispensabile: alcuni impianti funzionano direttamente con corrente continua, come per esempio nel caso dei campers (12 Volt).
Come consumare meno energia e vivere meglio
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