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Per energia solare si intende lenergia prodotta sfruttando direttamente lenergia irradiata dal sole sulla terra. Ogni istante il Sole trasmette sull'orbita.

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1 Per energia solare si intende lenergia prodotta sfruttando direttamente lenergia irradiata dal sole sulla terra. Ogni istante il Sole trasmette sull'orbita terrestre 1367 watt per m², alle latitudini europee circa 200 watt/m². La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è circa mille volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso. L'energia solare va trasformata, cosa che si realizza con prodotti della tecnologia che sono spesso molto costosi e in più è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative, ed è piuttosto difficile da convertire in energia facilmente sfruttabile.

2 Una tradizione risalente a Plutarco vuole che Archimede abbia inventato degli specchi con i quali incendiare le navi dei romani che assediavano la città di Siracusa. Uso molto probabilmente specchi curvi (paraboloide di rotazione). L'idea che soggiace alla costruzione di uno specchio ustorio è quella di usare una superficie riflettente come un condensatore di raggi solari, che concentra in una piccola zona i raggi che cadono sull'intera superficie. Si ottengono così temperature piuttosto elevate, sufficienti ad incendiare del materiale infiammabile. Leggenda??? Probabilmente si, o quanto meno essi dovevano essere molto più elaborati di un semplice specchio parabolico. La leggenda degli specchi ustori diede luogo ad un numero considerevole di ricerche, fino al Seicento inoltrato.

3 I Romani avevano sviluppato dei sistemi di riscaldamento delle abitazioni e dellacqua basati sullutilizzo dellenergia solare e delleffetto serra creato dal vetro. Nel 1767 Horace-Bénédict de Saussure costruì il primo pannello solare, detto eliometro. Era un dispositivo molto semplice, costituito da una scatola di legno foderata di sughero nero, sulla parte superiore della quale erano applicati tre strati di vetro posti ad opportuna distanza. La temperatura allinterno della scatola arrivava a 109 °C. Nel 1830 John Herschel usò, nella sua spedizione in Africa, un dispositivo analogo per cucinare il cibo.Questa tecnica di cottura oggi detta solar cooking è un sistema ecologico che permette a molte popolazioni povere di cucinare evitando luso del legno. Nel 1839 Edmond Becquerel si accorse che il platino colpito dai raggi solari produceva una piccola corrente elettrica. Auguste Mouchot pensò di sfruttare lenergia solare per la produzione di energia meccanica, con lintento di ridurre la dipendenza dal carbone, brevettò così il primo motore della potenza di 1 KW. Nel 1873 Willoughby Smith scoprì che il selenio permetteva il passaggio della luce. Nel 1878 linglese William Adams cominciò la costruzione della prima torre a concentrazione per la produzione di energia elettrica.

4 Nel 1883 Charles Fritts realizzò le prime celle al selenio. Nel 1885 Charles Tellier utilizzò pannelli piani per la produzione di vapore. Nel 1891 Clarence Kemp riuscì, grazie allapplicazione del solare termico, a scaldare lacqua per usi domestici. John Ericsson inventò i primi pannelli parabolici e li applicò a vari motori solari. Fu seguito da Frank Shuman,il quale nel 1912 riuscì a produrre in Egitto la prima centrale elettrica solare. Importò questi impianti solari anche in California. Albert Einstein sviluppò la teoria della doppia natura della luce, energia e materia al contempo, che gli valse il premio Nobel nel Nel 1953 Gerald Pearson creò la prima cella solare al silicio. La crisi del petrolio contribuì all affermazione definitiva del fotovoltaico. Nel mezzo degli 80 la produzione mondiale raggiunse i 25 Megawatt e da 2 anni le cellule solari producono addirittura 125 Megawatt in tutto il mondo.

5 Si costruisce una scatola metallica a forma di cubo con le pareti interne verniciate di nero opaco e le pareti esterne avvolte con stracci di lana (isolamento termico) chiusa con un coperchio di vetro. Il vetro del coperchio permette l'ingresso della radiazione solare nel forno; impedisce l'uscita dell'aria calda e della radiazione infrarossa emessa dai corpi che si trovano nel forno (effetto serra). Il rendimento è piuttosto basso (circa il 25%) perché buona parte del calore viene disperso. Si può arrivare ad una temperatura massima di circa 120°C aumentando lo spessore dellisolamento e usando un doppio vetro. La temperatura massima si ha solo quando il forno è vuoto, se contiene degli alimenti la temperatura si abbasserà del 20% circa, perché lacqua contenuta nel cibo, evaporando, sottrae ulteriore calore. Utilizzando quattro specchi da posizionare attorno al coperchio di vetro del forno stesso, si convoglia attraverso il vetro altri raggi solari. Con questa miglioria si può raggiungere una temperatura massima di 170°C. Con questo semplice ed economico forno si possono cucinare quasi tutti i cibi ma occorrono 5 o 6 ore di esposizione e ottime condizioni meteorologiche. Nei paesi tropicali si usa questo tipo di forno in legno con laggiunta di un solo specchio e, data la temperatura ambiente elevata, non serve ruotarlo per inseguire il sole.

6 Attualmente la maggior parte degli studi si concentrano su nuove generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser. Gli attuali progetti di costruzione prevedono l'installazione di queste centrali nel La tecnologia fotovoltaica è indicata per produrre elettricità in zone isolate, mediante la realizzazione di piccoli impianti. Attualmente l'evoluzione tecnologica rende possibili anche impianti tipicamente energetici avvalendosi di sistemi ibridi, come ad esempio fotovoltaico e termico.

7 A cura di: Alessia Embriaco Cristina Majetti


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