Energia Solare
Grieco Rita 3F
Scuola Media Giovanni Randaccio
Anno Scolastico 2011/2012
Energia Solare
La luce del sole è una radiazione elettromagnetica formata
da fotoni, particelle elementari di energia luminosa.
Essa ha origine dalla reazione di fusione nucleare che avviene
nella massa del sole, dove atomi di idrogeno si trasformano
in atomi di elio: la parte di massa che sparisce si trasforma
in liberata, che si spinge verso lo strato esterno
del sole e fuoriesce nello spazio infinito.
Il nostro pianeta intercetta una frazione di questa energia,
che è tuttavia una quantità enorme: l’illuminazione di un’ora
equivale al consumo di energia in un anno di tutto il mondo.
Le radiazioni emesse dal sole forniscono al tempo stesso
luce e calore e sono utilizzate in due modi:
• la per produrre elettricità con pannelli fotovoltaici;
• il per riscaldare l’acqua con i pannelli solari.
Si parla pertanto di solare termico e di solare fotovoltaico.
Solare Termico
Il solare termico sono i pannelli solari che
scaldano l’acqua per usi domestici. Dentro il
pannello c’è una piastra nera assorbente con i
tubi dove circola un fluido (per esempio miscela
di acqua e antigelo). Essa assorbe il calore e lo
porta in circuito chiuso al serbatoio che contiene
l’acqua da riscaldare. Esistono due tipi principali
di collettori: il pannello vetrato è il modello più
semplice e serve per riscaldare l’acqua per usi
sanitari; il pannello a tubi sottovuoto ha un alto
rendimento e può anche integrare l’impianto di
Specchio parabolico
Gli specchi hanno il profilo di una parabola, con il tubo
ricevitore posto sul fuoco. Sono montati su una struttura
metallica fissa, orientata verso sud. Ogni fila ha un
grosso tubo di uscita che porta il calore all’edificio
della centrale. Il collettore parabolico è
quello col maggior rendimento è minore costo, rispetto
allo specchio piano e al fotovoltaico.
Centrale solare di Siviglia
Inaugurata nel 2007, la centrale è composta da 600
eliostati, ognuno dei quali ha 120 metri quadri di
superficie riflettente. I raggi solari sono
concentrati verso un serbatoio ricevitore, collocato
su una torre a 115 metri di altezza. La potenza di
picco è di 11 MW e fornisce elettricità a circa 6000
Case. Quella di Siviglia è la prima di nove centrali
solari (anche di altre tipologie) in costruzione nella
stessa zona, la piana di Sanlucar, che nel 2013 avrà
una potenza complessiva di 300 MW, la più grande
d’Europa.
SOLARE FOTOVOLTAICO
Il fotovoltaico è la tecnologia per produrre energia
elettrica direttamente dal sole. Quando la luce colpisce
una cella fotovoltaica, che è una lastrina di vetro blu
scuro, dai due fili estremi esce una corrente continua.
Collegando molte celle in serie si ottiene qualunque
potenza.
Il modulo fotovoltaico è l’unità pratica di montaggio,
cioè il pannello che contiene le celle. Il modulo base ha
una potenza di 50 watt, un modulo più grande di 200W.
L’impianto più diffuso è formato da 20 o 30 m2 di
moduli, che vengono integrati nelle facciate e sui tetti
degli edifici (figura) e forniscono una potenza di 2-3 kW
di picco.
Cella Fotovoltaica
Una cella ha le dimensioni tipiche di
12 12 cm e genera la potenza di 1,4 W in
corrente continua in condizioni standard
(radiazione solare 1000 W/m2).
Le celle sono assemblate tra loro per
formare un modulo, che è anche il pannello
che le contiene. Il modulo-base è costituito
da 36 celle collegate in serie, con una
potenza in uscita di circa 50 watt.