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Che cos'è l'energia solare?
Che cos'è l'energia solare?
Il Sole è la principale fonte energetica e l'energia solare può anche essere sfruttata in modo diretto.
In particolare l'energia proveniente dal Sole può essere sfruttata per:
produrre calore a bassa temperatura grazie ai pannelli solari;
produrre energia elettrica grazie alla conversione fotovoltaica;
produrre energia elettrica nelle centrali solari.
vantaggi
vantaggi
è un'energia pulita;
è un'energia inesauribile;
non inquina e non contamina.
svantaggi
svantaggi
non è distribuita in modo uniforme su tutta la Terra;
è intermittente e variabile, poichè è legata all'alternarsi del giorno e della notte, al variare delle stagioni e delle condizioni climatiche.
La produzione di calore a bassa temperatura
La produzione di calore a bassa temperatura
Per la produzione di calore a basse temperature (inferiori ai 100 °C) vengono utilizzati pannelli solari piani o collettori solari che funzionano sfruttando il principio dell’effetto serra.
I settori di applicazione riguardano:
la produzione di acqua calda nelle abitazioni per usi sanitari;
il riscaldamento di case, uffici, scuole.
Nell'immagine possiamo vedere come funziona il pannello solare.
La conversione fotovoltaica
La conversione fotovoltaica
Le celle fotovoltaiche trasformano direttamente l'energia del Sole in energia elettrica sfruttando l'effetto fotoelettrico per il quale, una piastra metallica, esposta alla luce, emette cariche elettriche.
Gli impianti fotovoltaici domestici permettono di produrre energia elettrica ad uso domestico ma sono comunque collegati con la rete elettrica nazionale. In questo modo quando i pannelli fotovoltaici produco più energie elettrica di quella necessaria per l'abitazione, cedono la parte in eccesso alla rete elettrica nazionale e, al contrario, quando non riesco a produrre abbastanza energia elettrica la prelevano dalla rete di distribuzione nazionale.
L'inverter che si può vedere nell'immagine è l'elemento fondamentale che permette di trasformare la corrente elettrica continua proveniente dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata, necessaria per far funzionare gli apparecchi domestici.
Le centrali solari
Le centrali solari
Le centrali solari sono degli enormi parchi fotovoltaici che producono energia elettrica. La quantità di energia elettrica prodotta può essere utilizzata per soddisfare il fabbisogno elettrico di una città di medie dimensioni.
Le centrali solari possono essere di due tipologie: il sistema a torre e il sistema a collettori parabolici lineari.
Sistema a torre
In questa tipologie di centrale sono presenti degli specchi piani che ruotano e si inclinano seguendo il modo del Sole e concentrano i raggi su un ricevitore in cima a una torre a centro dell'impianto.
Il problema di questa tipologie di impianto è sia la difficoltà a contrare i raggi del Sole sia la grandezza dell'impianto che richiede grandi spazi liberi.
Sistema a collettori parabolici lineari
In questo sistema i raggi vengono raccolti e concentrati da un sistema di specchi parabolici lineari che si inclinano in direzione del Sole. La radiazione è poi concentrata su un tubo ricevitore.
Questa è attualmente la tecnologia più avanzata per la produzione di energia elettrica dal Sole.
Il progetto TESLA
Il progetto TESLA
Nell’isola di Kauai, dell’arcipelago delle Hawaii, è stato costruito un enorme parco fotovoltaico, costituito da 55.000 pannelli fotovoltaici. La novità di questo progetto sta nel fatto che i pannelli solari sono collegati a una batteria e quindi capaci di immagazzinare l’energia solare prodotta durante le ore del giorno per restituirla durante la notte.
L'aereo Solar Impulse
L'aereo Solar Impulse
Grazie allo sviluppo e allo studio di questa energia si sono potuti progettare degli aerei alimentati ad energia solare: i Solar Impulse. Per il momento di questi aerei se ne sono potuti costruire tre, uno migliore dell’altro. Essi sono costituiti con materiali ultraleggeri.
Il primo, Solar Impulse, progettato nel 2003, è più piccolo di quelli costruiti dopo. Questo è un aereo monoposto con due ali la cui apertura alare totale è di settanta metri, ricoperte di pannelli solari. Il suo corpo sottile porta sulla coda due eliche. Il problema è stato progettare delle batterie piuttosto leggere che immagazzinassero l’energia per permettere all’aereo di volare anche di notte. In seguito a questo aereo sono stati costruiti anche Solar Impulse 2 e Solar Impulse 3, i quali erano più grandi del primo e sono riusciti a girare il mondo in pochi giorni. Gli aerei come questi, in futuro, saranno un’ottima soluzione per voli ecologici che sfruttano un’energia rinnovabile pulita: l’energia solare.
APP Web per aiutarti nello studio
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Trovi le indicazioni di come si usano queste Web APP a questo link.
Tratto da:
G.Arduino, Hypertech, Lattes, 2020
G.Arduino, TecnoAPP, Lattes, 2018
G.Paci, Tecnologia verde, Zanichelli, 2020
A.Tubia, S.Pasquale, Presente e futuro Tecnologia, Rizzoli Education, Fabbri Editori, Erickson, Milano, 2021
Tratto dall'elaborato finale di Beatrice Masini, classe 3 Sant'Antonino, 2020/2021
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