L'energia solare è la più nota delle energie rinnovabili presenti sul nostro Pianeta.
Ottenuta dal sole, viene riconvertita in energia elettrica tramite l'utilizzo dei pannelli solari e impianti fotovoltaici.
Grazie ad essa è possibile illuminare case e uffici senza inquinare: a differenza delle fonti energetiche non rinnovabili, l'energia solare (e tutte le altre fonti rinnovabili) rispetta il mondo naturale.
Cos'è l'energia solare e da dove proviene
Prima di vedere nel dettaglio il suo funzionamento, è bene spiegare cos'è l'energia solare. Si tratta di uno dei beni più preziosi presenti sul Pianeta: permette a tutte le creature della Terra di sopravvivere, comprese le piante (il processo di fotosintesi clorofilliana senza il sole sarebbe impossibile). La radiazione solare innesca inoltre processi fondamentali per la vita terrestre, come i venti e le maree, e da essa si sono originati anche i combustibili fossili.
Gli esseri umani nel corso dei secoli hanno saputo come utilizzare l'energia solare, sfruttata in primo luogo per la gestione del ciclo vitale delle piante. Il momento di svolta coincide con l'arrivo del XIX secolo e della cella solare, invenzione fondamentale per ottenere energia elettrica dal sole. È un dispositivo che consente di trasformare la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il fenomeno fisico dell'effetto fotovoltaico.
Dalla prima cella fotovoltaica è passato un secolo e mezzo: in questo arco temporale l'energia solare si è imposta come quella tra le energie rinnovabili maggiormente in crescita.
Come funziona l'impianto fotovoltaico?
Come abbiamo visto, le celle solari sono lo strumento con cui la radiazione del sole viene convertita in elettricità. Questo avviene tramite l'effetto fotoelettrico: nel momento in cui la luce colpisce il pannello fotovoltaico, gli elettroni presenti nel silicio della cella vengono stimolati. Si produce così corrente.
Le varie celle formano un modulo, e l'insieme dei moduli forma il pannello, posizionato a sua volta su strutture di sostegno. Esse garantiscono il giusto orientamento dei pannelli rispetto alla luce solare.
Esistono due tipologie di strutture di sostegno: fisse oppure a inseguimento (dette tracker). Queste ultime a loro volta possono essere monoassiali (seguono i raggi solari con un movimento su un asse di rotazione orizzontale) o biassiali (movimento verso tutte le direzioni).
I pannelli, composti da celle e uniti in stringhe, vengono collegati all'inverter, sistema che permette la trasformazione da corrente continua in alternata. Una volta trasformata, la corrente alternata può essere distribuita nella rete, che alimenterà case e aziende. Il tutto a emissioni zero.
L'energia può anche essere immagazzinata, per venire poi rilasciata a seconda delle necessità. Nel momento in cui si verifica un'elevata domanda, si può erogare l'energia accumulata entro pochi secondi, mentre quando c'è un calo è possibile immagazzinare quella in eccesso evitando così inutili sprechi.
Tipologie di moduli fotovoltaici
Anche i moduli fotovoltaici possono essere di diverse tipologie. Quelli più utilizzati sono tre:
- Silicio monocristallino: moduli blu scuro, caratterizzati da celle con cristalli orientati nella stessa direzione e disposti in maniera ordinata.
- Silicio policristallino: moduli blu cangiante, caratterizzati da celle con cristalli orientati in maniera non uniforme. Attraggono meno potenza rispetto al monocristallino, quindi dispongono di un'efficienza inferiore.
- A film sottile: adatti per lavorare con luce diffusa o ad alte temperature.
Possono essere inoltre monofacciali oppure bifacciali. Nel primo caso, la luce del sole viene catturata solo frontalmente, mentre nel secondo viene utilizzata anche la luce riflessa e diffusa dal retro del pannello.
Energia solare fotovoltaica: vantaggi ambientali ed economici
I vantaggi dell'energia solare sono molteplici: l'utilizzo di questa risorsa porta con sé benefici sia dal punto di vista ambientale che economico. Il sole è una fonte energetica che non prevede alcuna emissione di gas, e risulta perciò a zero emissioni di CO2. Inoltre, è diffusa in tutto il Pianeta (anche se alcune zone sono più esposte).
Parlando di vantaggi economici, il risparmio in bolletta e le detrazioni fiscali consentono di ammortizzare nel giro di pochi anni i costi legati all'installazione dell'impianto.
Limiti dell’energia solare
L'energia solare ha anche degli svantaggi, dovuti alla radiazione solare non continua. L'alternarsi del giorno e della notte e la presenza di eventi climatici avversi non garantisce la continuità della produzione. Esistono tuttavia impianti fotovoltaici con accumulo, che consentono di disporre di energia elettrica anche quando l'impianto stesso non la produce.
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Domande frequenti sull’energia solare
Come funziona un impianto fotovoltaico domestico?
Un impianto fotovoltaico domestico trasforma la luce del sole in energia elettrica grazie ai pannelli solari, composti da celle di silicio che generano corrente continua. Questa energia passa attraverso un inverter, che la converte in corrente alternata, rendendola utilizzabile per alimentare gli elettrodomestici e l’impianto elettrico di casa. L’energia prodotta può essere consumata immediatamente, immessa nella rete o accumulata in batterie di stoccaggio per essere utilizzata in un secondo momento.
Quali sono i vantaggi dell’energia solare per l’ambiente?
L’energia solare è una fonte rinnovabile, pulita e inesauribile. Il suo utilizzo riduce le emissioni di CO₂ e di altri gas serra, contribuendo in modo diretto alla lotta contro il cambiamento climatico. A differenza delle fonti fossili, non produce inquinamento atmosferico né scarti pericolosi. Inoltre, l’energia solare favorisce un modello di consumo sostenibile e migliora l’indipendenza energetica delle famiglie e delle imprese.
Che differenza c’è tra pannelli monocristallini e policristallini?
I pannelli monocristallini sono realizzati con celle di silicio puro e cristalli orientati nella stessa direzione. Hanno un colore blu scuro uniforme e garantiscono un’efficienza più elevata; quindi, producono più energia a parità di superficie. I pannelli policristallini, invece, sono formati da celle con cristalli disposti in modo casuale, riconoscibili per il colore blu cangiante. Hanno un costo inferiore ma anche un rendimento leggermente più basso. La scelta tra i due dipende dallo spazio disponibile e dal budget dell’impianto.
Cosa fa l’inverter in un impianto fotovoltaico?
L’inverter è il cuore tecnologico di un impianto fotovoltaico: trasforma la corrente continua prodotta dai pannelli in corrente alternata, cioè quella utilizzata dalle abitazioni e dalle reti elettriche. Inoltre, monitora costantemente le prestazioni dell’impianto, ottimizza la produzione di energia e garantisce la sicurezza del sistema. Senza l’inverter, l’energia generata dai pannelli non sarebbe compatibile con le normali utenze domestiche.
È possibile immagazzinare l’energia solare?
Sì, grazie ai sistemi di accumulo è possibile conservare l’energia prodotta durante le ore di sole e utilizzarla quando l’impianto non genera elettricità, come di notte o in giornate nuvolose. Le batterie di accumulo aumentano l’autonomia energetica, riducono la dipendenza dalla rete elettrica e permettono di sfruttare al massimo la produzione solare, rendendo l’impianto più efficiente e sostenibile.
Quanto si risparmia in bolletta con l’energia solare?
Il risparmio dipende dalla potenza dell’impianto, dall’irraggiamento solare della zona e dai consumi familiari, ma in media un impianto fotovoltaico domestico consente di ridurre la bolletta fino al 70%. Il risparmio cresce ulteriormente se l’impianto è dotato di batterie di accumulo o se si sfruttano gli incentivi statali, come le detrazioni fiscali e lo scambio sul posto. Nel tempo, l’investimento iniziale viene ammortizzato e si ottiene energia pulita a costo quasi zero.
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