L’energia solare permette di ricavare energia elettrica direttamente l’irradiazione solare grazie all’utilizzo di diverse tecnologie le quali consentono di utilizzare l’energia del sole, a livello locale come in grandi strutture industriali.
Come l’acqua e l’aria, il sole è alla base della vita sulla terra a cui regala calore e luce. Inesauribile, disponibile, non inquinate, l’energia solare fornisce ogni 50 minuti l’energia sufficiente agli abitanti della terra per coprire il loro fabbisogno energetico annuo. La sfida sta nel raccogliere una parte, seppur infima, di questa energia calorica e irradiante.
L’energia solare è detta anche energia fotovoltaica e, come l’energia eolica, l’energia marina, l’energia da biomasse ecc., si tratta di una forma di energia che fa parte della categoria delle cosiddette energie rinnovabili.
Energia fotovoltaica
Lo sfruttamento dell’energia fotovoltaica avviene tramite gli impianti fotovoltaici (anche sistemi fotovoltaici). Un impianto fotovoltaico è sostanzialmente un impianto in grado di produrre energia elettrica sfruttando l’energia solare mediante l’effetto fotovoltaico.
Un impianto fotovoltaico è costituito da un determinato numero di pannelli fotovoltaici, pannelli costituiti a loro volta da moduli fotovoltaici. L’elemento base di un modulo fotovoltaico è la cosiddetta cella fotovoltaica.
Vantaggi e svantaggi dell’energia solare
In tutto il mondo c’è stata recentemente una presa di coscienza sulle reali condizioni di salute del nostro pianeta che ha permesso alle fonti non fossili, e quindi rinnovabili, di affermarsi sul mercato energetico; tra le più conosciute, l’energia solare. Ma si tratta davvero di un energia così vantaggiosa da utilizzare? Vediamo insieme i vantaggi e gli svantaggi dell’energia solare.
Vantaggi dell’Energia Solare
- Insostenibilità: l’utilizzo degli impianti solari permette di produrre energia a basso impatto ambientale, poiché non necessita di materie prime fossili per innescare processi di combustione e quindi non immette sostanze nocive nell’atmosfera.
- Risorse infinite: fin quando il Sole non si spegnerà, possiamo utilizzare l’energia solare che arriva sul nostro pianeta a nostro piacimento; infatti l’irradianza media che raggiunge la superficie terreste è uguale a 1000 W per ogni metro quadrato di superficie, ed è totalmente a nostra disposizione. Quando esisteranno degli impianti solari con dei rendimenti tali da sfruttarne il 70/80 per cento, il fotovoltaico sarà il metodo più utilizzato al mondo per la produzione di energia.
- Costi bassi: a dispetto di un costo di investimento importante per l’installazione di un impianto solare, chi decide di puntare su questa tecnologia vedrà calare nettamente il costo della bolletta per l’elettricità, avrà la soddisfazione di prodursi l’energia che consuma e sarà in grado di rivendere alla rete nazionale quella in eccesso.
- Varietà nell’utilizzo della fonte solare: l’energia proveniente dal Sole può essere utilizzata in diversi modi: con un impianto solare fotovoltaico, che trasforma la luce diretta verso i pannelli in energia elettrica; con un impianto solare termico, che permette di servirsi del calore proveniente dai raggi solari per riscaldare un fluido, successivamente utilizzato ad esempio per riscaldare le abitazioni; con un impianto solare termodinamico, che mette insieme le due caratteristiche dei primi impianti citati.
- Facilità di smantellamento e riutilizzo delle componenti dei pannelli fotovoltaici: a differenza degli impianti nucleari i cui prodotti di rifiuto sono radioattivi e difficili da stoccare, gli impianti solari non creano alcun tipo di rifiuto, anzi, fino al 95% di un singolo pannello può essere riciclato e quindi avere bassissime conseguenze di impatto ambientale.
Svantaggi dell’Energia Solare
- Costo di installazione: come detto precedentemente, il costo dell’impianto fotovoltaico può essere elevato, ma il tempo di ritorno dell’investimento (grazie al risparmio sulla bolletta elettrica) è sicuro, ed è stimato sempre tra i 5 e i 10 anni. Ultimamente i ricercatori sono alla ricerca di soluzione innovative a basso costo, come ad esempio i polimeri semiconduttori o le celle a concentrazione.
- Rendimenti bassi: purtroppo le tecnologie esistenti hanno dei rendimenti molto bassi rispetto agli altri impianti di produzione; ciò significa che l’energia prodotta è circa un terzo dell’energia che si potrebbe teoricamente produrre (le celle di prima generazione che sono le più comuni, hanno rendimenti intorno al 33%, mentre ad esempio una turbina eolica può avere rendimento tra il 40 e il 50%).
- Estesa area di installazione: avendo una bassa concentrazione, la luce solare deve essere captata da superfici il più ampie possibili. Risulta essere un problema realizzare grandi impianti, perché necessitano di grandi aree e possono togliere terreno usufruibile ad esempio per l’agricoltura. Una soluzione attuata recentemente consiste nel localizzare gli impianti vicino a zone desertiche. L’impianto di Ouarzazate (Marocco) è situato alle porte del deserto, non occupa terreno utilizzabile in altra maniera ed è in una zona ad alta densità di raggi solari;
- Discontinuità della risorsa e incapacità di grandi accumuli: il più grande problema è che il Sole non sempre c’è. In una giornata nuvolosa e di notte non è possibile contare sull’apporto energetico del Sole. All’utente però l’energia serve anche in questi due casi. In questo caso la soluzione deriva dall’immagazzinare l’energia solare che non viene usata quando il Sole c’è. Purtroppo le batterie di accumulo oggi esistenti non sono in grado di garantire una copertura energetica abbastanza grande da risolvere il problema.