Energia Solare

1. S.M.S. “Peyron-Fermi” Sez. OIRM TO A.S. 2006/07 Energia Solare Alice F. Classe 3^ Prof.ssa Maria Aliberti

2. L’Energia solare è Energia prodotta nel Sole grazie alle reazioni nucleari e trasmessa alla Terra sotto forma di radiazione elettromagnetica. • Questa Energia è un serbatoio immenso di energia pulita, rinnovabile e a costo zero come materia prima, ma non tutta la superficie terrestre è irraggiata nello stesso modo, per cui questa fonte può essere sfruttata solo entro una fascia ristretta, nelle regioni comprese tra il 45° di latitudine nord e sud. La disomogeinità dipende da: • nuvolosità (le nuvole assorbono una grande quantità di radiazioni) • incidenza dei raggi solari (maggiore è l'inclinazione dei raggi solari, minore è l'energia che giunge al suolo) • massa atmosfericache sovrasta la superficie terrestre.

3. Le radiazioni provenienti dal Sole vengono attualmente sfruttate in due modi: 1) ENERGIA SOLARE           ENERGIA TERMICA con * i collettori o pannelli solari                                                                                         * cilindri parabolici                                                                                          * gli eliostati 2) ENERGIA SOLARE           ENERGIA ELETTRICA con le celle fotovoltaiche

4. Come e dove viene utilizzata • La condizione essenziale affinché i raggi solari possano generare energia è data • dalla intensità delle radiazioni. • I metodi usati per sfruttare l' energia solare sono tre: • Produzione di calore a bassa temperatura; • Conversione termodinamica; • Conversione fotovoltaica.  • Il primo metodo consente di risparmiare combustibile o energia elettrica nella produzione di acqua calda; gli altri due sono utilizzate solo per produrre energia elettrica.

5. COLLETTORI SOLARI     I pannelli solari sono utilizzati soprattutto per riscaldare l’acqua ad uso domestico e sono in genere posti sul tetto della casa. Sono formati da un assorbitore (metallico, di colore scuro) che deve assorbire le radiazioni solari, protetto da una lastra trasparente, che sfruttando l’effetto serra, aiuta a non disperdere il calore. L’energia termica passa dall’assorbitore ad una serie di tubi in cui circola l’acqua che, riscaldata, è raccolta in un recipiente (circuito diretto) o, attraverso uno scambiatore di calore, cede il suo calore ad altra acqua, contenuta in un serbatoio (circuito indiretto).

6. CILINDRI PARABOLICI    Per ottenere temperature superiori ai 100°C bisogna concentrare i raggi su una caldaia tubolare per mezzo di specchi curvi: il sistema più semplice è costituito dal cilindro parabolico. Il fluido contenuto nella caldaia (aria o acqua), riscaldato dal calore dei raggi riflessi fino a 200-300°C, serve ad azionare i "motori solari", che a loro volta sono collegati a pompe, compressori, ecc.

7. ELIOSTATI   Sono grandi specchi piani, che concentrano la luce del sole su una caldaia, posta su una torre. Ogni eliostato ha un meccanismo di puntamento, comandato da un calcolatore, per seguire gli spostamenti del sole nell'arco della giornata. L'alta temperatura fa evaporare l'acqua della caldaia ed il vapore prodotto è convogliato in una tubazione fino alla turbina, che aziona un generatore.

8. CELLE FOTOVOLTAICHE   Una cella fotovoltaica o pila solare trasforma l'energia luminosa dei raggi solari in energia elettrica. E' formata da due strati sottili di materiale semiconduttore (ad es. il silicio) con la proprietà di emettere cariche elettriche quando è esposto a radiazioni luminose. La tensione fornita da una cella è piccolissima (circa 0,5 V), quindi bisogna collegarne un certo numero per avere una tensione utile. Dati i costi elevati, attualmente le celle fotovoltaiche sono impiegate solo in particolari settori, come quello spaziale e militare.

9. Impatto ambientale L’energia solare, come tutte le fonti rinnovabili, è una energia pulita perché il suo sfruttamento si integra perfettamente nei cicli naturali. Pur avendo effetti ambientali ben visibili (pensiamo alla vastità delle superfici nella quali vengono posizionati i pannelli solari), non produce emissioni inquinanti e non altera gli equilibri ambientali. Ora l’uso dell’energia solare è sufficiente a soddisfare solo una parte esigua delle necessità energetiche.