ENERGIA SOLARE

Un giorno il vento e il sole cominciarono a litigare. Il vento sosteneva di essere il più forte e a sua volta il sole diceva di essere la forza più grande della terra. Alla fine decisero di fare una prova. Videro un viandante che stava camminando lungo un sentiero e decisero che il più forte di loro sarebbe stato colui che sarebbe riuscito a togliergli i vestiti . Il vento, così, si mise all'opera : cominciò a soffiare ,e soffiare , ma il risultato fu che il viandante si avvolgeva sempre più nel mantello. Il vento allora soffiò con più forza , e l'uomo chinando la testa si avvolse un sciarpa intorno al collo. IL SOLE E IL VENTO

Il sole alto nel cielo rideva e rideva!! Fu quindi la volta del sole, che cacciando via le nubi, cominciò a splendere tiepidamente. L'uomo che era arrivato nelle prossimità di un ponte , cominciò pian piano a togliersi il mantello. Il sole molto soddisfatto intensificò il calore dei suoi raggi, fino a farli diventare incandescenti. L'uomo rosso per il gran caldo, guardò le acque del fiume e senza esitare si tuffò . Il sole alto nel cielo rideva e rideva!! Il vento deluso e vinto si nascose in un luogo lontano. IL SOLE E IL VENTO

STORIA Il SOLE LA PRINCIPALE FONTE DI ENERGIA Da sempre l’umanità ha attribuito al Sole un ruolo fondamentale nella propria vita: era una delle divinità più importanti del mondo antico. L’uomo ha cercato di utilizzare, in modo empirico l’energia solare fin dai tempi più antichi. La città greca di Mileto, ricostruita nel 479 a.C. orientando tutte le case a sud, in modo da garantire il massimo irraggiamento solare agli edifici, è il primo esempio storicamente documentato di “città solare”. STORIA

STORIA Si attribuisce ad Archimede l’impiego di grandi specchi ustori, in grado di concentrare la radiazione solare, per difendere la città di Siracusa dalla flotta romana. STORIA

STORIA Le prime scoperte per l’energia fotovoltaica che poi porteranno allo sviluppo dei pannelli fotovoltaici risalgono alla metà dell’Ottocento. Nel 1839 Edmond Becquerel, a soli diciannove anni, scoprì l’effetto fotovoltaico durante alcuni esperimenti con celle elettrolitiche, osservando il formarsi di una differenza di potenziale fra due elettrodi identici di platino, uno illuminato e l’altro al buio. STORIA

I pannelli fotovoltaici hanno acquisito dignità ed interesse applicativo negli ultimi cinquanta anni, grazie all’avvento del silicio. Nel 1953 Gerald Pearson, fisico dei laboratori Bell, studiando le applicazioni del silicio in elettronica, riuscì a realizzare una cella solare a silicio molto più efficiente di quelle tradizionali in selenio. Nel 1963 la giapponese SHARP produsse i primi moduli fotovoltaici commerciali. STORIA

Il SOLE

TERMODINAMICO CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA A TORRE Gli specchi vengono puntati verso un serbatoio posto alla sommità di una torre. La luce concentrata dagli specchi fa evaporare il liquido contenuto nel serbatoio (caldaia) che inviato alla turbina e all’alternatore per generare energia elettrica. Consente di raggiungere temperature alte e quindi consente di utilizzare come liquido altri elementi oltre all'acqua innalzando l'efficienza complessiva del sistema. Gli impianti più moderni prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati, che permettono di far funzionare le turbine durante la notte, in alcuni casi con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Questi impianti hanno comunque la possibilità di essere alimentati anche a gas nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino. ENERGIA SOLARE ENERGIA TERMICA TERMODINAMICO ENERGIA MECCANICA ENERGIA ELETTRICA Da ogni metro quadrato di specchi in un anno si ricava l’equivalente in energia di un barile di petrolio. 28

TERMODINAMICO CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA A TORRE SPECCHI SERBATOIO TURBINA ALTERNATORE TERMODINAMICO

• Non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra, CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA A TORRE VANTAGGI: • Non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra, • Non è necessario il trasporto di combustibili • Non si producono scorie • Non è pericolosa per gli abitanti nei dintorni. • Esclusi i costi di costruzione e manutenzione, si produce energia senza bisogno di materie prime, in quanto la luce solare è gratuita. TERMODINAMICO

CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA A TORRE SVANTAGGI: • Richiede una superficie di esposizione solare di dimensioni elevate, che aumenta in funzione della potenza che si vuole produrre. • E’ sufficiente una nuvola per interrompere il processo di produzione. Gli impianti più moderni, infatti, prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati, che permettono di far funzionare le turbine non solo durante la notte ma con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Questi impianti hanno, comunque, la possibilità di essere alimentati a gas, nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino. • Le centrali termiche solari hanno potenze minime,(sufficienti per un paese). • I costi per la messa in esercizio delle centrali solari sono elevatissimi. TERMODINAMICO

TERMODINAMICO

TERMODINAMICO

CENTRALE A TORRE TERMODINAMICO

CENTRALE A TORRE TERMODINAMICO

CENTRALE A TORRE TERMODINAMICO

CENTRALE A TORRE TERMODINAMICO

CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA CSP, Concentrating Solar Power ENERGIA SOLARE ENERGIA TERMICA TERMODINAMICO ENERGIA MECCANICA ENERGIA ELETTRICA 30

CENTRALE SOLARE TERMODINAMICA CSP, Concentrating Solar Power TERMODINAMICO

+ - FOTOVOLTAICO PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO CENTRALE FOTOVOLTAICA Il principio di funzionamento delle celle fotovoltaiche si fonda sul fatto che la luce solare cede la sua energia, sottoforma di onde elettromagnetiche, ad una superficie di silicio. Si genera così una lieve corrente elettrica. Quando questo materiale è investito dai raggi solari, parte degli elettroni di uno strato si spostano sullo strato vicino. Questo fa sì che si realizza una differenza di potenziale fra i due strati che, nel momento in cui si applica un circuito esterno ai due poli della cella, può generare corrente elettrica. FOTOVOLTAICO + -

FOTOVOLTAICO COMPONENTI DI UNA CENTRALE FOTOVOLTAICA PANNELLO CELLA MODULO PANNELLO

FOTOVOLTAICO COMPONENTI DI UNA CENTRALE FOTOVOLTAICA STRINGA PANNELLO CAMPO

FOTOVOLTAICO SCHEMA FUNZIONAMENTO ALLA RETE DI DISTRIBUZIONE TRASFORMATORE CAMPO INVERTER

FOTOVOLTAICO PASSAGGI DI ENERGIA ALLA RETE DI DISTRIBUZIONE ENERGIA SOLARE LUMINOSA FOTOVOLTAICO TRASFORMATORE ENERGIA ELETTRICA CAMPO INVERTER

VANTAGGI VANTAGGI • non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra; • la fonte energetica è assicurata per miliardi di anni e gratuita, mentre i prezzi di combustibili fossili e uranio sono variabili e presumibilmente destinati ad un andamento crescente col ridursi delle riserve totali e il progressivo esaurimento di quelle economicamente e tecnicamente più convenienti da sfruttare; • lo sfruttamento dell'energia solare è libero, non intermediato e prescinde dall'instaurazione e dal mantenimento di rapporti commerciali o dalla stabilità delle relazioni internazionali; • non si producono come nel caso del nucleare scorie per il cui smaltimento non sono disponibili siti adatti; • il processo produttivo è relativamente semplice e privo di rischi legati a errori umani o malfunzionamenti, non esistono parti in movimento; • Anche il fattore costo, attualmente ancora non competitivo (sebbene in calo), se riveduto con quello che è il costo ambientale delle fonti fossili, (tensioni geopolitiche, inquinamento, effetto serra, cambiamento climatico), può essere riconsiderato e valutato sulla base degli scenari futuri, inoltre i costi di manutenzione sono ridotti al minimo. VANTAGGI SVANTAGGI • dipendente dalle condizioni atmosferiche come la presenza di nubi o pioggia. • necessità di grandi superfici rispetto ad altri tipi di centrali, a parità di produzione.

FOTOVOLTAICO DOMESTICO IMPIANTO FOTOVOLTAICO CASALINGO Oggi è possibile trasformare la propria abitazione in una piccola centrale elettrica. La soluzione è installare sul tetto o a terra un impianto fotovoltaico. I pannelli più diffusi sono rettangolari (superficie 1-1,5 mq e peso 15-20 kg), le celle sono protette da un vetro molto resistente e trasparente e hanno una potenza fra i 100 e i 300 Wp (watt di picco); FOTOVOLTAICO DOMESTICO

FOTOVOLTAICO DOMESTICO IMPIANTO FOTOVOLTAICO CASALINGO FOTOVOLTAICO DOMESTICO Un impianto fotovoltaico deve essere installato con le superfici dei pannelli esposte a SUD, oppure SUD-EST, SUD-OVEST. Per quanto riguarda l'inclinazione dei pannelli, l'inclinazione di 30°-35° rispetto al piano è quella che in Italia permette di avere la massima produzione annua di energia.

MAPPA CONCETTUALE

NEL MONDO

ITALIA

ITALIA

ITALIA

RADIAZIOE IN ITALIA

EUROPA

Nel 2001, in una scuola di una remota area del Sud Africa, la SELF (Solar Electric Light Found), ha installato un impianto fotovoltaico di 2400W, la DELL Computer ha fornito alcuni computer e INFOSAT Telecomunication ha fornito il collegamento satellitare. APPLICAZIONI 10

APPLICAZIONI KIT FOTOVOLTAICO DI ELETTRIFICAZIONE DI UNA SCUOLA RURALE Il Kit di elettrificazione è pensato per fornire elettricità ad una scuola rurale con annessa abitazione dell’insegnate. Il sistema è di semplice gestione. E’ composto da: 6 moduli fotovoltaici 70 Wp 1 regolatore di carica batterie 2 batterie 12V - 200Ah 1 inverter 400W – 220 V c.a. 5 lampade fluor. 24 V - 11 W APPLICAZIONI Il sistema alimenta: 5 lampade per 5 ore 1 radio reg. per 3 ore 1 televisore per 3 ore 1 videoreg per 3 ore 1 radio per 1 ora costo 3.500 €

APPLICAZIONI TOB triangle-based-Omni-purpose Building Ha una struttura in legno e pannelli fotovoltaici a film sottile capace di produrre energia elettrica, accumularla e renderla disponibile nelle zone isolate e di difficile accesso. Dotata di batterie per garantire la fornitura di energia elettrica e servizi anche in assenza di sole per quattro ore. La struttura è un vero kit energetico che può essere installato ovunque e montato e gestito anche da personale non specializzato. È utile sia in Paesi in via di sviluppo sia, per esempio, nei campi di accoglienza allestiti a seguito di calamità naturali, per la realizzazione di ambulatori da campo o scuole in zone rurali, per rifugi in boschi e parchi naturali. APPLICAZIONI