Conoscere l’energia solare, vantaggi e svantaggi, potenzialità e limiti… A cosa andiamo incontro quando pensiamo di adottarla come soluzione?

L’utilizzo dell’energia rinnovabile è in aumento nel mondo e la quota di mercato relativa all’energia rinnovabile solare sta crescendo rapidamente in molti Paesi.

Questo avviene anche perché lo sviluppo sostenibile è in primo piano nelle agende sociali e politiche.

Dagli enormi progetti di sviluppo internazionale finanziati dalla Banca Mondiale e dal Fondo Monetario Internazionale, fino ad arrivare allo sviluppo locale. Con i progetti per piani energetici sostenibili a livello comunale. Molti stanno lentamente scendendo in campo.

Ma per coloro che non hanno ancora scelto, l’equilibrio tra vantaggi e svantaggi dell’energia solare è sicuramente un fattore critico, da soppesare.

Vuoi conoscere il primo vantaggio, relativo all’energia che proviene dal sole? Allora sappi che in in Italia l’energia rinnovabile è ora oggetto di numerose agevolazioni, questo grazie al recente Decreto Rilancio.

Rientrando nei requisiti, infatti, si può accedere al Super Bonus, che consente di ottenere sotto forma di detrazione fiscale, il rimborso del 110% sulle opere che riguardano il rinnovabile.

Ecco, questo è un esempio dei vantaggi che si ottengono scegliendo l’energia solare (o in generale rinnovabile) oggi. Ma di certo non finisce qui. In futuro iniziative del genere potranno solo moltiplicarsi e questo potrebbe portare davvero alla creazione di un sistema win to win, dove il singolo attraverso le sue scelte impatta anche a livello sistemico.

Allora, immergiamoci per qualche attimo nella questione del solare. Impregniamo la nostra mente di informazioni energetiche. E scopriamo perché è opportuno prediligere risorse pulite rispetto all’energia non rinnovabile.

Vantaggi e svantaggi dell’energia solare: possibilità e limiti

Noi, come cittadini moderni, abbiamo il privilegio di essere entrati in contatto con molte fonti di energia rinnovabile e di poterle confrontare: bioenergia, energia geotermica, idroelettrica, energia solare… per poi decidere.

È più una questione che verte su cosa si adatta meglio alle nostre esigenze e in quali condizioni.

Le energie rinnovabili non sono qualcosa di misterioso e imperscrutabile.

Il sole, il vento e il pianeta stesso, hanno energia che si trasforma in modi che possiamo vedere e sentire.

Possiamo vedere e sentire la prova del trasferimento di energia dal sole alla Terra, nella luce che brilla e nel calore che sentiamo quando i raggi baciano la nostra pelle.

Possiamo osservare la prova del trasferimento di energia nella capacità del vento di tirare gli aquiloni più in alto nel cielo e di scuotere le foglie degli alberi.

Per immaginare la potenza dell’energia geotermica ci basta pensare ai geyser.

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Perché queste risorse vengono definite rinnovabili?

Il movimento dell’aria, la luce del sole e la Terra stessa, sono fonti rinnovabili in quanto rinnovano in maniera naturale la potenza che sfruttiamo.

In particolare, per quanto riguarda il solare, la quantità di potenza che arriva sulla Terra è enorme. Circa diecimila volte superiore a tutta l’energia usata dall’umanità.

In ogni momento il Sole trasmette sull’orbita terrestre 1367 Watt per m². L’irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee, di circa 1000 watt/m2.

L’energia solare e i suoi benefici

L’energia solare, ancor più che rinnovabile, viene definita come una fonte inesauribile e costante.

Molto dipende dalle zone del pianeta in cui si sceglie di utilizzarla e dalle tecnologie che promuovono il suo sviluppo.

Ma potenzialmente, la quantità di energia che raggiunge la terra è costante, infatti, rimane la stessa nel tempo.

A differenza dei fossili, che rientrano nella categoria dell’energia non rinnovabile, quindi, possiamo sfruttarla in abbondanza e “senza preoccupazioni”.

Soprattutto nella sua forma di energia sostenibile.

Si tratta di una fonte pulita, che ben risponde alle esigenze di fornire energia senza arrecare danni all’ambiente. “Raccogliere” energia solare non determina emissioni di CO2 e il processo che permette di trasformarla non inquina il pianeta.

È una fonte versatile. Dalla quale si può produrre energia elettrica o termica.

A fronte di un costo iniziale importante, dovuto all’installazione di un impianto solare, chi decide di utilizzare questo tipo di energia avrà la possibilità di risparmiare notevolmente sulle bollette.

Innanzitutto, non sono previsti costi di produzione e poi vengono eliminati quelli dovuti al trasporto, presenti invece per l’energia ottenuta da combustibili fossili.

Si avrà inoltre la soddisfazione di produrre energia autonomamente e addirittura di poter rivendere alla rete nazionale quella in eccesso.

Grazie alle innovazioni dovute all’energia circolare, poi, sappiamo che un singolo pannello può essere riciclato quasi completamente (fino al 95%). E quindi sarà un elemento che ha bassissime conseguenze a livello di impatto ambientale.

Svantaggi o limiti?

Il principale deterrente all’uso dell’energia solare è l’attrezzatura necessaria.

L’attrezzatura per la tecnologia solare è abbastanza costosa. Il suo acquisto e l’installazione possono costare decine di migliaia di euro, per le singole case.

Anche se il governo spesso offre tasse ridotte alle persone e alle imprese che utilizzano energia solare (e la tecnologia elimina le bollette dell’elettricità), il costo iniziale per molti si rivela troppo elevato per poterlo prendere in considerazione.

Le attrezzature per l’energia solare sono molto pesanti. Per adattare o installare pannelli solari sul tetto di un edificio, il tetto deve essere forte, grande e orientato verso il percorso del sole.

Sia la tecnologia solare attiva che quella passiva dipendono da fattori che sono fuori dal nostro controllo, come il clima e la copertura nuvolosa.

Le aree locali devono essere ben studiate per determinare se l’energia solare sarebbe efficace o meno in quella zona.

La luce del sole deve essere abbondante e costante perché il solare sia una scelta efficiente.

In molti luoghi della Terra, la variabilità della luce rende difficile implementarla come unica fonte di energia.

Energia solare fotovoltaica: vantaggi e svantaggi attuali

Ancora oggi gli impianti fotovoltaici hanno un basso rendimento rispetto ad altri impianti solari.

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Rendimento che si aggira intorno al 33%, cioè un terzo dell’energia che si potrebbe teoricamente produrre.

Per essere installati i pannelli fotovoltaici richiedono un’area molto estesa: la realizzazione di grandi impianti richiede quindi ampie superfici che possono togliere terreno ad altre attività.

Una recente soluzione, attuata in Marocco, consiste nel localizzare gli impianti vicino a zone desertiche, cioè in zone ad alta concentrazione di raggi solari e con terreni difficilmente utilizzabili in altre maniere.

Per le imprese private, invece, proprio per questa mancanza di spazio, a volte può essere difficile se non impossibile installare un impianto.

Mentre, nel caso di un condominio, per esempio, tutti devono essere d’accordo e partecipare alle spese di installazione per un impianto comune.

Installare un impianto fotovoltaico richiede onerosi costi iniziali e il suo ritorno economico, grazie al risparmio in bolletta, è stimato tra i 5 e i 10 anni successivi.

Bisogna però considerare il fatto che esistono numerosi incentivi, per chi intraprende questa strada.

In alcuni casi si dovrà comunque continuare ad usufruire dell’energia elettrica nazionale, perché le batterie più comuni attualmente in commercio, non consentono un accumulo di energia che sia in grado di sopperire alla discontinuità.

Derivante dal susseguirsi del giorno e della notte, dalle condizioni metereologiche e dall’alternarsi delle stagioni.

Energia solare: esempi della potenzialità sviluppata

Nonostante per l’energia solare, vantaggi e svantaggi possano sembrare rispettivamente inarrivabili e insuperabili, l’uomo continua ad utilizzare il suo ingegno per trovare soluzioni.

Abbiamo già determinato diversi modi per catturare l’energia dal sole.

Abbiamo accennato al fatto che l’energia solare può essere catturata “attivamente” o “passivamente”.

L’energia solare attiva usa una tecnologia speciale per catturare i raggi del sole. I due principali tipi di apparecchiature sono le celle fotovoltaiche (chiamate anche celle PV o celle solari) e gli specchi che concentrano la luce solare in un punto specifico.

Queste tecnologie attive utilizzano la luce del sole per generare elettricità, che usiamo per alimentare luci, sistemi di riscaldamento, computer e televisori.

L’energia solare passiva non usa alcuna attrezzatura.

Ottiene energia dal modo in cui la luce del sole cambia naturalmente durante il giorno. Per esempio, possiamo costruire le nostre case in modo che le finestre siano rivolte verso il percorso del sole.

Questo significa che la casa riceverà più calore e che ci sarà bisogno di meno energia da altre fonti per riscaldarla.

Altri esempi di tecnologia solare passiva sono i tetti verdi, i tetti freddi e le barriere radianti. I tetti verdi sono completamente coperti da piante.

Queste, tra l’altro, possono sbarazzarsi delle sostanze inquinanti nell’acqua piovana e nell’aria. E così aiutano a rendere l’ambiente locale più pulito.

I “cool roofs” sono dipinti di bianco per riflettere meglio la luce del sole e le barriere radianti sono fatte di un rivestimento riflettente, come l’alluminio. Entrambi riflettono il calore del sole invece di assorbirlo.

Tutti questi tipi di tetti aiutano a ridurre la quantità di energia necessaria per raffreddare gli edifici.

Le tecnologie più comuni

Vediamo nello specifico quali sono le diverse tecnologie più utilizzate per sfruttare l’energia solare:

  • Fotovoltaico. L’impianto fotovoltaico è composto da pannelli fotovoltaici, formati da celle, in grado di trasformare l’energia solare in energia elettrica grazie alla presenza di un materiale semiconduttore, ossia il silicio. Con il loro movimento gli elettroni generano un flusso di corrente elettrica continua. Questo tipo di impianti non prevede nessuna parte meccanica in movimento e nessuna produzione di CO2. Esistono anche le centrali solari, ideate per produrre grandi quantità di energia elettrica, chiamate “campi fotovoltaici”.
  • Solare termico. Usato principalmente per riscaldare l’acqua, oppure gli ambienti. Questo tipo di impianto è formato da un collettore termico: il suo scopo è quello di riscaldare un liquido, detto fluido termovettore, il quale muovendosi all’interno dell’impianto, porterà calore nelle zone desiderate. Anche questo metodo di riscaldamento non prevede la combustione di alcun gas.
  • Solare termodinamico. Chiamato anche pannello solare a concentrazione, è usato soprattutto per fornire acqua calda alle abitazioni. Il termodinamico cattura i raggi solari tramite un sistema di specchi che vengono concentrati verso un unico punto, così da generare calore in qualsiasi condizione atmosferica. Infine, il calore ottenuto viene usato per produrre vapore e, attraverso una turbina, lo si converte in energia elettrica.

Quale futuro per il fotovoltaico?

In questi ultimi anni, abbiamo assistito a un crescente sviluppo tecnologico degli impianti solari termici e fotovoltaici.

Sicuramente una maggiore attenzione verso l’ambiente ha contribuito a questo sviluppo ed ecco perchè molto spesso vediamo nelle città e nei centri abitati sempre più tetti che presentano pannelli fotovoltaici o termici.

Lo sviluppo del fotovoltaico rappresenta un’ottima soluzione al problema energetico e proprio per questo il mondo si sta avviando verso nuove sperimentazioni e ricerche tecnologie in grado di incrementarne l’efficienza e il rendimento.

Negli Stati Uniti, ad esempio, sono state realizzate delle microcelle, più piccole rispetto a quelle usate nei pannelli solari che, in confronto a quelle tradizionali, sono più versatili ed economiche ma mantengono le stesse funzionalità.

Si sta studiando anche un altro tipo di celle solari, in grado di produrre energia anche di notte, anche se naturalmente in quantità inferiore rispetto al giorno. Stiamo parlando ovviamente di prototipi, ma tutte queste notizie sono dei segnali che suggeriscono la direzione verso cui si sta muovendo il mondo.

Energia solare: vantaggi e svantaggi da sfruttare al meglio

Se adeguatamente sfruttata, l’energia solare (vantaggi e svantaggi compresi) ha il potenziale per soddisfare tutti i bisogni energetici futuri.

Nel 21° secolo diventa sempre più attraente come fonte di energia rinnovabile, soprattutto a causa del suo carattere non inquinante. In netto contrasto con i combustibili fossili “finiti” come carbone, petrolio e gas naturale.

L’energia solare è usata su piccola scala anche per scopi diversi da quelli generalmente conosciuti e descritti sopra.

In alcuni paesi, per esempio, è usata per produrre sale dall’acqua di mare, per evaporazione.

Allo stesso modo, le unità di desalinizzazione (a energia solare) trasformano l’acqua salata in acqua potabile, convertendo l’energia del sole in calore, direttamente o indirettamente.

Per guidare il processo di desalinizzazione.

La tecnologia solare risulta emergente anche per la produzione (pulita e rinnovabile) di idrogeno come fonte di energia alternativa.

Imitando il processo della fotosintesi, foglie artificiali diventano dispositivi a base di silicio che usano l’energia solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno.

Senza lasciare praticamente nessuna sostanza inquinante.

Sono necessari ulteriori lavori per migliorare l’efficienza e l’economicità di questi dispositivi per l’uso industriale e domestico.

Sono fondamentali studi e ricerche, in modo che per l’energia solare, vantaggi e svantaggi diventino solo benefici e traguardi raggiungibili.