L’energia solare è la risorsa energetica più abbondante sulla Terra. Può essere catturato e utilizzato in diversi modi e, come fonte di energia rinnovabile, rappresenta una parte importante del nostro futuro di energia pulita.

Cos'è l'energia solare? Punti chiave

• L'energia solare proviene dal sole e può essere catturata con varie tecnologie, in primis i pannelli solari
• L'“effetto fotovoltaico” è il meccanismo mediante il quale i pannelli solari in silicio sfruttano l'energia del sole e generano elettricità
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Energia solare: cos'è e come funziona?

Il sole non fa solo per il nostro pianeta oltre a fornire luce durante il giorno: ogni particella di luce solare (chiamata fotone) che raggiunge la Terra contiene energia che alimenta il nostro pianeta. L’energia solare è la fonte ultima responsabile di tutti i nostri sistemi meteorologici e delle fonti energetiche sulla Terra, e una quantità di radiazione solare sufficiente colpisce la superficie del pianeta ogni ora per soddisfare teoricamente il nostro fabbisogno energetico globale per quasi un anno intero.

Da dove viene tutta questa energia? Il nostro sole, come ogni stella della galassia, è come un enorme reattore nucleare. Nel profondo del nucleo del Sole, le reazioni di fusione nucleare producono enormi quantità di energia che si irradia verso l'esterno dalla superficie del Sole e nello spazio sotto forma di luce e calore.

L’energia solare può essere sfruttata e convertita in energia utilizzabile utilizzando il fotovoltaico o i collettori solari termici. Sebbene l’energia solare rappresenti solo una piccola parte del consumo energetico globale complessivo, la diminuzione dei costi di installazione dei pannelli solari significa che sempre più persone in più luoghi possono trarre vantaggio dall’energia solare. Il solare è una risorsa energetica pulita e rinnovabile e gioca un ruolo importante nel futuro energetico globale.

Sfruttare l’energia solare per ottenere energia utilizzabile

Esistono molti modi per utilizzare l’energia del sole. I due modi principali per utilizzare l’energia del sole sono il fotovoltaico e la cattura solare termica. Il fotovoltaico è molto più comune per progetti elettrici su piccola scala (come le installazioni di pannelli solari residenziali) e la cattura solare termica viene generalmente utilizzata solo per la produzione di elettricità su larga scala negli impianti solari dei servizi pubblici. Oltre a produrre elettricità, le variazioni di temperatura più basse dei progetti solari termici possono essere utilizzate per il riscaldamento e il raffreddamento.

Il solare è una delle fonti di energia più economiche e in più rapida crescita al mondo e continuerà a diffondersi rapidamente nei prossimi anni. Con il miglioramento della tecnologia dei pannelli solari ogni anno, i vantaggi economici del solare aumentano, aggiungendosi ai vantaggi ambientali derivanti dalla scelta di una fonte di energia pulita e rinnovabile.

Energia solare fotovoltaica

Un modo comune per i proprietari di immobili di sfruttare l'energia solare è con un sistema solare fotovoltaico (PV). Con un sistema solare fotovoltaico, i pannelli solari convertono la luce solare in elettricità che può essere utilizzata immediatamente, immagazzinata in una batteria solare o inviata alla rete elettrica per crediti sulla bolletta elettrica.

I pannelli solari convertono l’energia solare in elettricità utilizzabile attraverso un processo noto come effetto fotovoltaico. La luce solare in entrata colpisce un materiale semiconduttore (tipicamente silicio) e libera gli elettroni, mettendoli in movimento e generando una corrente elettrica che può essere catturata con il cablaggio. Questa corrente è nota come elettricità a corrente continua (CC) e deve essere convertita in elettricità a corrente alternata (CA) utilizzando un inverter solare. Questa conversione è necessaria perché la rete elettrica statunitense funziona utilizzando elettricità CA, così come la maggior parte degli elettrodomestici.

L’energia solare può essere catturata su molti livelli utilizzando il fotovoltaico e l’installazione di pannelli solari è un modo intelligente per risparmiare denaro sulla bolletta elettrica riducendo al contempo la dipendenza dai combustibili fossili non rinnovabili. Anche le grandi aziende e i servizi elettrici possono trarre vantaggio dalla generazione di energia solare fotovoltaica installando grandi pannelli solari in grado di alimentare le operazioni aziendali o fornire energia alla rete elettrica.

Solare termico

Un secondo modo per utilizzare l’energia solare è catturare direttamente il calore proveniente dalla radiazione solare e utilizzarlo in vari modi. L’energia solare termica ha una gamma di usi più ampia rispetto a un sistema fotovoltaico, ma utilizzare l’energia solare termica per la produzione di elettricità su piccola scala non è pratico come utilizzare il fotovoltaico.

Esistono tre tipi generali di energia solare termica utilizzata: a bassa temperatura, utilizzata per il riscaldamento e il raffreddamento; temperatura media, utilizzata per il riscaldamento dell'acqua; e ad alta temperatura, utilizzati per la produzione di energia elettrica.

I sistemi di energia solare termica a bassa temperatura prevedono il riscaldamento e il raffreddamento dell’aria come mezzo di controllo del clima. Un esempio di questo tipo di utilizzo dell’energia solare è nella progettazione di edifici solari passivi. Nelle proprietà costruite per l'uso passivo dell'energia solare, i raggi del sole possono entrare in uno spazio abitativo per riscaldare un'area e bloccati quando l'area necessita di essere raffreddata.

I sistemi di energia solare termica a media temperatura includono sistemi solari di riscaldamento dell’acqua calda. In un impianto solare per l'acqua calda, il calore del sole viene catturato dai collettori sul tetto. Questo calore viene quindi trasferito all'acqua che scorre attraverso le tubazioni della tua casa, quindi non devi fare affidamento sui metodi tradizionali di riscaldamento dell'acqua, come gli scaldacqua alimentati a petrolio o gas.

I sistemi di energia solare termica ad alta temperatura vengono utilizzati per generare elettricità su scala più ampia. In una centrale elettrica solare termica, gli specchi focalizzano i raggi del sole su tubi contenenti un liquido che può trattenere bene l'energia termica. Questo fluido riscaldato può quindi essere utilizzato per trasformare l’acqua in vapore, che a sua volta può far girare una turbina e generare elettricità. Questo tipo di tecnologia viene spesso definita energia solare concentrata.

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