Capitolo 4: energia solare

Tutti quanti noi sappiamo quanto è importante il sole per gli esseri viventi. Senza quest’ultimo infatti nessun essere vivente potrebbe mai esistere, a partire dalla nostra specie. Esso è la stella pià vicina al nostro pianeta, la quale costituisce il centro del nostro sistema planetario e principale sorgente di calore e luce.

Il Sole è un globo di materia gassosa con un diametro di 1.4 x 10⁶ km (ricordiamo che il diametro terrestre è di circa 12'756.776 km) distante dal pianeta terra circa 149'600'000 km, e la cui massa è circa 1 milione di volte maggiore rispetto a quella terrestre.

Quindi vediamo che il sole è una stella a dir poco eccezionale. Essa ci regala un energia continua con una durata a dir poco illimitata (infatti è stato previsto che tra 5 miliardi di anni il sole ‘’morirà’’) e completamente gratuita. Non è fantatsico?!?!

Ma adesso passiamo a come utilizzare questa energia.

Oggigiorno esistono due tipi di pannelli :

·          pannelli solari termici

·          pannelli solari fotovoltaici

Il pannello solare termico è un pannello che trasforma l’energia irradiata dal sole in energia termica, utilizzabile all’interno di una qualsivolglia abitazione in termini di acqua calda e riscaldamento. Il loro funzionamento di base è quindi alquanto semplice: il sole riscalda il pannello, il quale a sua volta riscalda l’acqua che entra in circolo nell’impianto dell’edificio.

Per l’utilizzo di tali pannelli è necessario effettuare un’altra distinzione in quanto esistono i cosìdetti pannelli solari piani e  i pannelli solari sotto vuoto.

I primi sono la tecnologia più diffusa e meno costosa. Il loro dimensionamento è alquanto limitato in quanto si aggirano intorno ai 2mq , la quale superficie riesce a produrre  circa 200 litri di acqua calda al giorno ad una temperatura che sia ggira ai 35-40 gradi, onde vediamo che il consumo medio di acqua  calda a persona è di circa 30-50 litri per cui con una tale produzione si può arrivare a coprire un fabbisogno di acqua calda per una famiglia composta da 4 persone in maniera totale. Di solito per migliorare il funzionamento di tale pannello si inseriscono dei serbatoi di accumulo per evitare ogni genere di spreco.

Invece per quanto riguarda i secondi (ossia i pannelli solari sotto vuoto) essi, per la loro composizione riescono ad avere una produzione assai più elevata di quelli solari piani, a discapito però del costo. Infatti quest’ultimi sono utilizzati laddove le temperature sono decisamente rigide, in quanto il vuoto vero e proprio fa si che si abbiano delle perdite di calore avendo un rendimento maggiore del 20%. Inoltre quest’ultima tipologia di pannelli non necessita di nessuna pompa di ricircolo dell’acqua per cui la sua installazione è nettamente più veloce e funzionale.

[IMP]: quando parliamo di pannelli solari, ci vengono sempre a porci la seguente domanda: ‘’ si ok, hai comprato il pannello. Bravo!Ma quando è nuvoloso non produci nulla, quindi avrai sprecato i tuoi soldi!’’ D’ora in poi, quando qualcuno vi porrà una domanda simile fategli presenti che questa tipologia di pannelli ( i pannelli termici appunto) nonostante sia nuvoloso riescono a produrre comunque energia necessaria ad avere acqua calda sanitaria anche se con un calo di energia. Inoltre una volta scaldati pannelli si ha comunque acqua calda per molte ore, per cui se la mattina fa caldo e il pomeriggio piove, avrete lo stesso l’acqua per la doccia e per il riscaldamento!



Il pannello solare fotovoltaico, a differenza di quelli termici non producono direttamente acqua calda sanitaria, tuttavia producono corrente elettrica la quale viene immessa nell’impianto della casa, dove le applicazioni però sono molteplici. Pensate: con l’elettricità ci mandiamo avanti la luce, il frigorifero, televisori ecc e se avete anche uno scaldabagno elettrico allora si ha anche acqua calda.

Prima di passare al loro utilizzo, è bene imparare come si può avere energia elettrica dalla luce solare.

Nel XIX secolo era ben noto che la luce ultravioletta  (la radiazione ultravioletta UV è una radiazione ultramagnetica, la quale possiede una lunghezza d’onda tale che non si possa vedere ad occhio nudo. Il nome significa ‘’oltre il violetto’’ in quanto a questa lunghezza d’onda è visibile questo tipo di colore) rendeva mobili gli elettroni dei metalli, producendo corrente elettrica, il così detto Effetto Fotoelettrico.

Nel 1905 Albert Eistein ebbe un idea rivoluzionaria per spiegare l’effetto fotoelettrico, infatti fu per questo lavoro (e non per la relatività) che nel 1921 ricevette il premio Nobel.Ecco come riuscì a spiegare tale effetto: ‘’invece di pensare il metallo investito da un bagno di onde luminose continue, Eistein suggerì che fosse ogni singolo fotone a colpire gli elettroni del metallo e a metterli in movimento, generando l’effetto fotoelettrico.

E sappiamo tutti cosa succede quando gli elettroni di un metallo si muovono: energia elettrica!

Non fu semplice con il passare degli anni, utilizzare le dimostrazioni di Eistein (e altri innumerevoli scienziati) per mettere in pratica il primo pannello solare, infatti solo nel 1954 si ebbe la realizzazione della prima cella solare ad opera di Chaplin, Fuller e Person prodotti all’interno dei laboratori Bell.

Da li in poi si ebbe una grandissima evoluzione dei pannelli solari, con lo scopo di ottimizzare la produzione (e quindi di diminuire il costo)  e di aumentare la capacità di ogni pannello, permettendo una maggior produzione di corrente elettrica.

In sintesi il funzionamento di tali pannelli è basato sulla capacità di alcuni materiali semi-conduttori lavorati opportunamente, di trasformare la radiazione solare in energia elettrica sottoforma di corrente continua.Il materiale maggiormente utlizzato a tale scopo è il silicio.


Adesso vi lascio ad una parte di un documentario interamente in italiano, che vi può aiutare a capire l'importanza dell'uso di pannelli solari. Buona visione!