Energia Solare

01Lug

Nel 2004, le energie rinnovabili fornivano attorno al 7% dell’energia elettrica consumata nel mondo, soprattutto rappresentate dalle classiche, idroelettrico e biomasse. Il settore delle energie rinnovabili è cresciuto significativamente dagli ultimi anni del ventesimo secolo, e nel 2005 il totale delle nuove inversioni era stimato attorno 38 miliardi (38 x 109) di dollari USA. La Germania e la Cina guidano la graduatoria, con investimenti di circa $ 7 miliardi ognuna, seguiti dagli Stati Uniti, dalla Spagna, dal Giappone, e dall’India. Questo ha comportato l’aggiunta di 35 GW di energia rinnovabile di picco durante l’anno.

 

L’energia solare è in realtà il motore di qualsiasi attività sulla Terra: anche il petrolio è indirettamente energia solare accumulata dalla fotosintesi di antiche piante, il cui materiale organico si ritiene si sia accumulato e trasformato sottoterra durante intere ere geologiche.

L’uso diretto dell’energia solare è basato sul fatto che il Sole a perpendicolo all’equatore invia 1366 W per metro quadro (costante solare). È una quantità di energia enorme: tuttavia, solo una parte può essere direttamente convertita in elettricità. È stato calcolato che, qualora si coprisse tutta la superficie terrestre di pannelli solari, l’energia messa a disposizione ogni anno sarebbe di ben 130 000 Gtep. Questo valore, relativo a solo un anno, è enorme se confrontato col valore totale (che una volta esaurito non è più rinnovabile) delle riserve di petrolio le quali ammontano a 150 Gtep per le accertate e a 300 Gtep (+500 se si considera anche il petrolio non-convenzionale) per le riserve stimate.

 

 

Attualmente, l’energia del sole può essere catturata usando il solare fotovoltaico. Infatti, una cella fotovoltaica al silicio (Photovoltaic Cell-PV) converte il 15% di questa energia direttamente in elettricità: questo è un vantaggio notevole rispetto alle fonti di energia tradizionali, che devono contemplare il passaggio intermedio in energia termica, poi meccanica, e poi elettrica, attraverso il riscaldamento di acqua, produzione di vapore e azionamento di una turbina e un generatore elettrico, come nel caso dei combustibili fossili.

 

In Italia, un pannello fotovoltaico di 1 m2 posto sul tetto di una casa produce mediamente 210 kWh all’anno, che è una frazione considerevole del consumo elettrico di una famiglia italiana media (circa 4100 kWh all’anno). Il valore dell’energia fotovoltaica utilizzabile aumenta andando verso sud, ma anche per pannelli posti in montagna poiché l’irraggiamento è maggiore rispetto ad una stessa latitudine in piano.

 

 L’IMPIANTO VIENE RIPAGATO IN VENTI ANNI

 

Attualmente, il solare fotovoltaico produce solo lo 0.01 % dell’elettricità mondiale; uno dei maggiori ostacoli è il costo di un impianto: una casa che ipoteticamente funzionasse a energia fotovoltaica (4100 kWh all’anno), richiederebbe un costo d’impianto dai 15,000 € ai 17,500 €. Attualmente all’utente finale la corrente viene erogata a 0,20 €/Kwh comprendendo imposta dell’erario, addizionali regionali ed IVA al 10%: l’impianto viene pertanto ripagato in venti anni assumendo che non aumenti il costo della bolletta. Ovviamente, anche l’economicità di un impianto fotovoltaico va confrontato con il costo medio di un kWh convenzionale: se tale costo dovesse aumentare, l’economicità degli impianti fotovoltaici aumenterebbe.

 

C’è da dire infine che il settore della tecnologia delle celle fotovoltaiche è in rapidissima espansione, e nuove tecniche di deposizione del silicio stanno rendendo questo settore energetico sempre più economico (nel 2007 si è raggiunta la efficienza record del 42.5%). Accanto alla ricerca sulle celle tradizionali a semiconduttore, è in piena espansione anche lo studio di celle non-convenzionali, basate su molecole organiche, come i fullereni (“polymer-fullerene solar cells-PFSC), o su materiali coloranti organici comuni, come il succo di mirtillo (le cosiddette “dye solar cells” – DSSC). Allo stadio attuale delle conoscenze, queste celle fotovoltaiche organiche garantiscono il passaggio di correnti basse, e una limitata efficienza (5-6%), tuttavia il loro scarsissimo peso, la grande portabilità (sono praticamente delle strisce flessibili) ed il basso costo le rendono estremamente interessanti per uno sfruttamento futuro.