L’energia solare è una fonte di energia rinnovabile che utilizza la luce del sole o il calore per creare energia utilizzabile. 

Tipicamente viene associata ai pannelli fotovoltaici, ai pannelli solari e al solare a concentrazione, tre modi per utilizzare il sole molto diversi.

In realtà ci sono davvero pochi tipi di energia che non derivino dal Sole, in particolare sono l’energia atomica, l’energia geotermica e l’energia prodotta dalle maree.

La prima deriva dal decadimento atomico dei materiali radioattivi, la seconda dal calore interno della Terra (anche questo dovuto alla presenza di materiali radioattivi siti in profondità) e la terza dall’attrazione gravitazionale.

Le fonti fossili in definitiva non sono che energia solare catturata dalle piante e poi trasformata in carbone o idrocarburi mediante processi lentissimi.

Il problema è che le piante hanno sottratto CO2 all’atmosfera e bruciando le fonti fossili stiamo reimmettendo questo gas serra a un ritmo estremamente veloce. 

L’energia prodotta dallo sfruttamento diretto della luce solare è invece una tecnologia che non produce gas serra durante la trasformazione della luce in energia, ed è una delle fonti energetiche più promettenti e abbondanti disponibili.

Quali tipi di tecnologie solari esistono?

Nell’ambito dell’energia solare esistono diversi tipi di tecnologie, ognuna con i propri vantaggi e svantaggi e soprattutto con estensioni e costi differenti.

Il solare a concentrazione.

L’idea di concentrare i raggi solari per aumentare la temperatura in un singolo punto risale a circa 2300 anni fa, quando lo scienziato siracusano Archimede usò gli specchi ustori per incendiare le navi romane.

Il solare a concentrazione moderno consiste nel concentrare i raggi solari in modo da portare a ebollizione un liquido che produce vapore ed energia elettrica mediante un generatore a turbina… questa è una semplificazione estrema, il sistema è complesso e soprattutto occupa grandi superfici.

Per dare un’idea il parco solare spagnolo di Planta Solar 10 (PS10), in grado di produrre 23.400 Megawattora (MWh) di energia all’anno, utilizza 624 grandi specchi mobili (eliostati), ciascuno dalla superficie di 120 metri quadri, un appartamento nemmeno tanto piccolo, per un totale di sette ettari e mezzo di soli eliostati.

La torre di concentrazione è alta 115 metri e contiene una “fornace solare” che produce energia elettrica tramite un generatore mosso da una turbina a vapore.

Altissimi costi iniziali, necessità di manutenzione costosa e forte impatto ambientali sono i principali difetti di questa tecnologia.

Il fotovoltaico

Sebbene la prima cella fotovoltaica risalga al 1883 l’industrializzazione dei pannelli fotovoltaici avvenne solo negli anni cinquanta del ventesimo secolo.

Questa tecnologia permette di produrre elettricità dalla luce, mediante il silicio, un semiconduttore in grado di trasformare l’irraggiamento solare in corrente continua.

Un inverter permette di convertire la corrente prodotta in corrente alternata che, mediante un apposito sistema di controllo, può alimentare le utenze di una casa o essere immessa in rete.

Ricordate il nostro angolino di deserto in grado di produrre tutta l’energia di cui ha bisogno il mondo?

Bene, questo è solo un esempio delle potenzialità del fotovoltaico ma da un punto di vista pratico è irrealizzabile, trasportare tanta energia sarebbe dispendioso dal punto di vista del bilancio energetico, per questo il fotovoltaico dovrebbe essere diffuso sul territorio e l’energia elettrica utilizzata il più vicino possibile ai pannelli fotovoltaici.

Non mancano le criticità come vincoli urbanistici e mancanza di spazi adeguati sui tetti dei condomini frenano la diffusione, mentre gli impianti a terra sono nel mirino per il consumo di terreno africolo.

A quest’ultimo problema si cerca di ovviare con l’agrivoltaico, mentre il fotovoltaico urbano viene pensato nell’ottica di un consumo il più possibile prossimo alla fonte di energia. 

In questo ambito sono nati i gruppi di autoconsumo e le comunità energetiche, di cui parleremo diffusamente in un approfondimento successivo.

Il solare termico

L’ultimo modo per sfruttare la luce del sole è il più semplice: sfruttare l’irraggiamento solare per scaldare l’acqua mediante un sistema idraulico (relativamente) semplice.

Sono in commercio semplici kit che permettono di fare una doccia calda appendendo una sacca (nera per assorbire più calore possibile) al sole, oltre a sistemi più complessi costituiti da un pannello solare, un serbatoio, uno serie di tubazioni e, nei sistemi a circolazione forzata, uno scambiatore di calore e una pompa per la circolazione dell’acqua.

Questi apparati permettono di ottenere e utilizzare acqua calda sanitaria senza dover impiegare gas o elettricità, a parte quella (minima) utilizzata per la pompa e i sistemi di controllo.

In estate il risparmio è decisamente elevato, in inverno l’apporto di questo sistema è abbastanza ridotto, 

il sistema nei climi rigidi va protetto dal gelo con un antigelo (o vuotando il sistema se la temperatura può scendere sotto i -12 gradi Celsius) e trattato regolarmente per rimuovere il calcare, il vero nemico di questi apparati.

In attività stagionali come campeggi o stabilimenti balneari il solare termico permette un risparmio decisamente sensibile di energia, in altri casi va valutato attentamente il suo utilizzo.