L’energia solare è l’energia rinnovabile più conosciuta sulla Terra. Tuttavia, pensare all’energia solare come sola fonte rinnovabile per la generazione – ad esempio – dell’elettricità, è fortemente riduttivo.
A ben pensarci, invece, l’energia solare è ben definibile come l’energia madre del nostro Pianeta. È all’energia solare che va attribuito il merito della fotosintesi clorofilliana delle piante. Ed è sempre all’energia solare che va attribuita l’origine dei venti, delle maree, dei combustibili fossili.
Insomma, l’energia solare è il vero e proprio, irrinunciabile e insostituibile, motore della Terra.
Ma cos’è esattamente l’energia del sole? Come si produce? Come si può utilizzare? E perché quando ci riferiamo all’energia solare ci riferiamo alle tecnologie green e alle fonti rinnovabili? Con che vantaggi e svantaggi?
Cerchiamo di riepilogare, in questa guida, tutto quello che dovresti sapere sull’energia solare, rispondendo in modo esaustivo a ogni tuo dubbio!
Cos’è l’energia solare?
L’energia solare è l’energia che viene scaturita dai raggi solari. Una fonte energetica che ha sempre affascinato, e che fin dall’antichità è stata oggetto di utilizzi. All’epoca dei romani, ad esempio, il vetro venne introdotto all’interno delle abitazioni per trattenere il tepore e avere più luce. Sugli edifici delle terme furono installate grandi finestre orientate a Sud proprio per alimentare un effetto “calore”.
Da quel momento, fino ad oggi, gli utilizzi dell’energia solare si sono moltiplicati e fatti sempre più sofisticati, fino ad arrivare all’odierno, eccellente, sfruttamento: l’energia fotovoltaica.
Energia solare, pannelli solari: cos’è l’energia fotovoltaica
L’energia fotovoltaica è la forma di energia pulita e rinnovabile più conosciuta in tutto il mondo. D’altronde, la fonte è sempre lì, a nostra disposizione: il Sole. Dunque, basta prendere i raggi UV e trasformarli in energia per potersi assicurare una costante fornitura di risorse, illimitate e non inquinanti. Ma come fare?
In sintesi, l’energia fotovoltaica sfrutta i benefici della fonte (il Sole) attraverso le tecnologie degli impianti fotovoltaici, a loro volta costituiti da pannelli solari che riescono a catturare la luce del sole e trasformarla in energia elettrica.
Questa operazione di conversione da luce a energia elettrica avviene nella cella fotovoltaica, costituita da silicio, un semiconduttore fondamentale del generatore di energia. In questo modo è possibile produrre energia rinnovabile ovunque, anche in una semplice abitazione, avvalendosi magari di un tetto fotovoltaico. Naturalmente, ancora maggiori saranno le opportunità di chi può sfruttare la fonte solare in misura più intensiva, con grandi impianti fotovoltaici a terra.
Tornando al lavoro delle celle, il “segreto” per trasformare luce solare in elettricità pulita è il c.d. effetto fotovoltaico: quando i raggi del sole colpiscono una cella fotovoltaica, in cui è presente del materiale semiconduttore, parte dell’energia contenuta nella luce viene catturata e trasformata in elettricità. Tale materiale semiconduttore è, come anticipato, di norma rappresentato dal silicio monocristallino o policristallino.
Fotovoltaico, termico e termodinamico: differenze
Nelle scorse righe ci siamo rivolti all’energia solare parlando della sua declinazione fotovoltaica. Tuttavia, si può ben parlare – ma non come sinonimi – anche di solare termico e termodinamico. Ma con quali differenze?
Del solare fotovoltaico abbiamo già in parte parlato. Si tratta di una tecnologia che consente di trasformare l’energia solare in energia elettrica in modo diretto e istantaneo, senza l’uso di combustibili. Si tratta pertanto di una tecnologia pulita, applicata mediante pannelli solari che prendono la luce del sole e la trasformano in elettricità mediante l’azione delle celle fotovoltaiche, di norma con silicio, un semiconduttore fondamentale per la generazione dell’energia.
Le cose sono un po’ diverse con il solare termico, una tecnologia che intercetta i raggi del sole producendo direttamente calore da essi. In questo caso la componente fondamentale dell’impianto è il collettore solare, che ha l’obiettivo di riscaldare un liquido caloportatore che scorre all’interno dei suoi tubi, contribuendo così a portare il calore fino ai luoghi di utilizzo.
Vi è poi il solare termodinamico, o pannello solare a concentrazione, usato soprattutto per la produzione di acqua calda all’interno delle abitazioni e, per certi versi, una sorta di evoluzione dei pannelli solari termici. Il funzionamento di tale impianto è dato dall’integrazione tra il sistema della pompa di calore e il collettore solare termico, usato appunto per il sistema solare termico. I raggi solari sono accumulati sotto forma di calore, convertendoli in energia elettrica tramite una turbina.
Perché conviene l’energia solare: i vantaggi
Ma quali sono i vantaggi dell’energia solare o, meglio, dell’energia fotovoltaica?
Intuibilmente, il primo grande vantaggio è quello di garantire una fonte completamente sostenibile: pulita, non implica l’emissione di CO2. Inoltre, l’energia solare, la sua fonte primaria, è illimitata.
Ancora, grazie alla relativa semplicità di installazione e di gestione degli impianti (i pannelli fotovoltaici), questa energia può essere sfruttata ovunque ci sia un po’ di spazio e, dunque, anche in ambito domestico, sul tetto di casa.
Gli svantaggi dell’energia fotovoltaica
Come tutte le fonti di energia rinnovabile, anche quella fotovoltaica ha dei punti di attenzione su cui varrebbe la pena soffermarsi, almeno in brevità.
In primo luogo, non sfugge come l’impegno maggiore previsto sia quello della quantità di pannelli fotovoltaici che si rendono necessari per la produzione di energia. Al di là dei piccoli impianti ad uso domestico, chi vuole generare una grande quantità di energia fotovoltaica deve occupare ampie porzioni di territorio. Ed è per questo motivo che chi vuole sviluppare un grande parco fotovoltaico lo fa soprattutto su terreni poco sfruttabili, marginali, che in alternativa rimarrebbero utilizzati e che invece proprio grazie all’impianto fotovoltaico riescono a conseguire un nuovo valore.
In secondo luogo, nonostante la relativa semplicità di installazione e gestione, l’impianto fotovoltaico richiede una specifica attività di pianificazione al fine di ponderare opportunamente tipologia e numero dei pannelli, così come ogni elemento accessorio, come le batterie di accumulo che – montate nelle prossimità degli impianti solari – consentiranno di accumulare l’elettricità prodotta in eccesso rispetto alle necessità immediata, per restituirla quando invece l’impianto è inattivo (di notte, o in condizioni di scarsa illuminazione).