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L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, fino a renderla disponibile all’utilizzo da parte dell’utente finale. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: gli impianti con accumulo e quelli senza. I primi sono provvisti di batterie al piombo per accumulare energia elettrica durante le ore di Sole, utilizzandola poi quando il Sole non c’è.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/gli-impianti-solari/gli-impianti-fotovoltaici/

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L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, fino a renderla disponibile all’utilizzo da parte dell’utente finale. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: gli impianti con accumulo e quelli senza. I primi sono provvisti di batterie al piombo per accumulare energia elettrica durante le ore di Sole, utilizzandola poi quando il Sole non c’è.

L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, fino a renderla disponibile all’utilizzo da parte dell’utente finale. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: gli impianti con accumulo e quelli senza. I primi sono provvisti di batterie al piombo per accumulare energia elettrica durante le ore di Sole, utilizzandola poi quando il Sole non c’è.

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Sono i sistemi non collegati alla rete elettrica nazionale che alimentano direttamente alcune apparecchiature. Posseggono anche un sistema di batterie che garantisce l’erogazione di corrente anche nelle ore di minore illuminazione o di buio. Questi impianti risultano tecnicamente ed economicamente vantaggiosi nei casi in cui la rete elettrica è assente o difficilmente raggiungibile. Sono diffusi soprattutto nei paesi in via di sviluppo per utenze di carattere rurale che le utilizzano anche per il pompaggio dell’acqua. In Italia sono stati realizzati molti impianti fotovoltaici di elettrificazione rurale e montana soprattutto al Sud, nelle isole e sull’arco alpino. Attualmente le applicazioni più diffuse servono per alimentare:

apparecchiature per il pompaggi dell’acqua;

ripetitori radio, stazioni di rilevamento e trasmissione dati (meteorologici e sismici), apparecchi telefonici;

apparecchi di refrigerazione, specie per il trasporto di medicinali;

sistemi di illuminazione;

segnaletica sulle strade, nei porti e negli aeroporti;

alimentazione dei servizi nei camper;

impianti pubblicitari, ecc.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/gli-impianti-solari/impianti-isolati/

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Le torri solari
Tra i collettori a concentrazione vi sono le torri solari che consistono in un sistema di specchi che inseguono il moto del Sole, chiamati eliostati, che riflettono l’energia solare su di un recettore montato in cima ad una torre localizzata al centro. Il calore solare è raccolto da un fluido (un sale fuso) che ha anche la funzione di accumulo di energia. Con il calore accumulato nei sali fusi si produce del vapore, allo scopo di fare girare un turbo-generatore elettrico.
Specchi parabolici lineari
Esistono poi gli specchi parabolici lineari denominati con il termine SEGS (Solar Eletric Generating System): essi sono usati per focalizzare i raggi solari su un lungo tubo ricevente posizionato lungo la linea dei concentratori. Un mezzo portatore di calore, ad esempio olio, pompato attraverso i tubi ricettori, alimenta una centrale. Il calore solare è trasformato in vapore allo scopo di far funzionare un turbo-generatore elettrico. Tali impianti oggi bruciano anche una certa quantità di combustibile fossile (gas naturale nel miglior caso) per produrre energia quando l’energia solare non è sufficiente.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/gli-impianti-solari/le-centrali-termoelettriche-solari/

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L’energia solare è silenziosa, non è inquinante e consente di ottenere immediatamente un fluido caldo che può essere impiegato sia come acqua calda sanitaria, sia come riscaldamento, sia per vari usi industriali.
I benefici ambientali derivanti dall’installazione di sistemi fotovoltaici possono essere espressi in termini di emissioni evitate: si quantificano, cioè, le emissioni che si sarebbero prodotte per la generazione di una pari quantità di energia elettrica tramite sistemi termoelettrici. L’energia solare potrebbe ridurre in modo significativo l’uso di combustibili fossili, poiché finalmente potrebbe rappresentare una fonte di energia elettrica su grande scala, in modo particolare in Italia dove i livelli di insolazione sono elevati.

Convertire direttamente il sole in energia elettrica è una scelta che potrà essere molto vantaggiosa non solo negli insediamenti urbani, ma anche nelle zone emarginate e remote, specie nel Terzo Mondo. Qui la combinazione di sistemi fotovoltaici con altre fonti rinnovabili esistenti può portare l’energia elettrica anche ai villaggi e alle comunità più isolate per assicurare illuminazione, telecomunicazioni, pompe, ma anche per dissalare l’acqua del mare e quella salmastra dei pozzi, per conservare i prodotti della pesca e dell’agricoltura, e refrigerare farmaci e vaccini.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/ambiente-e-territorio1/benefici-dellenergia-solare/

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Attualmente la maggior parte degli studi si concentra 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.

Sono in fase di sperimentazione prototipi di sistemi di cogenerazione fotovoltaica in cui si realizza la produzione simultanea di energia elettrica e termica.

http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_solare

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Le principali critiche all'utilizzo di energia solare sono imputabili ai costi, all'efficienza e alla caratteristica intrinseca di intermittenza o non programmabilità di tale fonte energetica rispetto alle fonti energetiche convenzionali in quanto risente direttamente della copertura nuvolosa e della completa assenza durante la notte. Inoltre, per produrre i pannelli fotovoltaici occorre una grande quantità di energia, generata utilizzando spesso fonti non rinnovabili come il carbone, ed è stato calcolato che il settore del fotovoltaico inizierà a produrre più energia di quella consumata solo a partire dal 2015.

I sostenitori dell'energia solare sostengono invece un ridimensionamento dei costi ed un aumento dell'efficienza nel futuro prossimo in virtù delle economie di scala e del miglioramento tecnologico dei futuri sistemi solari. Riguardo l'assenza di tale fonte energetica durante la notte fanno altresì notare che il picco massimo di consumo elettrico si raggiunge in realtà durante il giorno, cioè proprio durante il massimo di produzione di energia da solare, in virtù dell'utilizzo di energia elettrica da parte dei processi produttivi industriali e quindi il problema sarebbe meno gravoso e risolvibile tramite ricorso alla tecnologia del solare termodinamico e/o all'integrazione delle fonti energetiche rinnovabili.

http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_solare

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Il fotovoltaico è una tecnologia che consente di trasformare direttamente la luce solare in energia elettrica sfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico. Esso si basa sulle proprietà che hanno alcuni materiali semiconduttori come il silicio che, opportunamente trattato, genera energia elettrica quando viene colpito dalle radiazioni solari. Molte celle assemblate e collegate tra loro in un’unica struttura formano un modulo fotovoltaico. Il modulo tradizionale è formato da una serie di 36 celle, per ottenere una potenza in uscita di circa 50 watt, ma attualmente, soprattutto per esigenze architettoniche, si trovano in commercio moduli con un numero molto più alto di celle e quindi si raggiungono potenze fino a 200 watt per ogni singolo modulo. Per aumentare la potenza elettrica è necessario collegare più moduli: più moduli formano un pannello e, analogamente, più pannelli formano una stringa.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/produzione-di-energia1/i-pannelli-solari-fotovoltaici/

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I collettori solari a concentrazione sonocollettori concavi progettati per ottimizzare la concentrazione dell’energia solare in un punto ben determinato (fuoco). Sono efficaci solo con luce solare diretta poiché devono seguire il movimento del sole. Questo tipo di collettore, potendo raggiungere alte temperature (400-600 ° C), è una scelta logica per generatori solari o centrali elettro-solari.

http://www.energyexpert.it/impianto-solare-per-produzione-energia-termica/tipologie-di-collettori-solari-termici

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Il problema maggiore dei collettori è quelli di trattenere al suo interno il calore dei raggi solari. I collettori a tubi sottovuoto sono progettati con lo scopo di ridurre le dispersioni di calore verso l’esterno. Infatti il calore raccolto da ciascun elemento (tubo sottovuoto) viene trasferito alla piastrageneralmente in rame, presente all’interno del tubo. In tal modo il fluido termovettore si riscalda e, proprio grazie al vuoto, si minimizza la dispersione di calore verso l’esterno dovute a convezione e a conduzione.

Al loro interno la pressione dell’aria è ridottissima, così da impedire la cessione del calore per conduzione da parte dell’assorbitore. In fase di assemblaggio l’aria tra l’assorbitore ed il vetro di copertura viene aspirata, e deve essere assicurata una tenuta perfetta e che rimanga tale nel tempo. I collettori

A tubi sottovuoto hanno un rendimento annuo di circa il 15% più elevato dei migliori collettori a piastra. Sono in grado di fornire acqua calda anche a 100°C. Anche se la loro durata di vita è di ca. 20 anni, questi collettori perdono già molto prima il loro “vaacum” diminuendo le loro prestazioni. Attualmente il rapporto costo/beneficio resta a vantaggio dei collettore piano, in quanto i collettori sottovuoto sono troppo cari tenendo conto della resa poco superiore e della loro inferiore durata di vita.

Nonostante tutto, questi pannelli hanno indubbiamente delle prestazioni migliori! Anche se il loro rendimento non è particolarmente migliore rispetto ai collettori piani, sono capaci di trattenere il calore accumulato anche se ci sono temperature esterne molto rigide. Perciò i collettori a tubi sottovuoto garantiscono prestazioni elevati e costanti durante tutto l’anno. Posso essere utilizzati anche nei paesi nordici e in paesi con una insolazione medio-bassa.
http://www.energyexpert.it/impianto-solare-per-produzione-energia-termica/tipologie-di-collettori-solari-termici

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I collettori vetrati presenti sul mercato non sono tutti uguali; esiste anzi una grande varietà di alternative tecniche, impiantistiche ed economiche. Tuttavia è possibile individuare un modello standard che ne individui i componenti principali e ne descriva la logica di funzionamento.

Il cuore del pannello è formato dall’assorbitore di calore: si tratta di una lamiera verniciata di nero, con tubi di rame integrati, che ha la funzione di assorbire la radiazione solare. L’assorbitore cede il proprio calore al fluido termovettore (acqua oppure soluzione di acqua e antigelo) che scorre nei tubi di rame.

La copertura in vetro è studiata per consentire il passaggio della radiazione solare, limitando al contempo le dispersioni di calore dall’assorbitore verso l’ambiente esterno. Il fondo e i lati del collettore sono dotati di materiale isolante, per impedire ulteriori dispersioni termiche. Tutti questi componenti sono tenuti insieme da un telaio in lega leggera.

Questi elementi caratterizzano la maggior parte dei pannelli vetrati in commercio, che sono disponibili nelle due principali configurazioni: a circolazione naturale, con serbatoio integrato, e a circolazione forzata.
Indicativamente, consentono di scaldare tutta (o quasi) l’acqua calda di cui abbiamo bisogno, per un periodo che va all’incirca da marzo a ottobre. Nella stagione invernale, il loro rendimento è variabile a seconda delle condizioni geografiche e dell’efficienza del collettore.

Spesso per l’integrazione con il sistema di riscaldamento vengono consigliati i pannelli sottovuoto; tuttavia collettori vetrati selettivi di qualità possono svolgere questo compito con buoni rendimenti anche nei periodi più freddi.

http://www.nextville.it/Pannelli_solari_termici/687/Pannelli_piani_vetrati

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Solare al mirtillo e alghe: il fotovoltaioco diventa organico

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Solare al mirtillo e alghe: il fotovoltaioco diventa organico

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Estratti vegetali al posto del silicio per alti livelli di efficienza, bassi costi e pannelli più ecosostenibili. Vent’anni dopo, il passaggio dai laboratori all’industria non è lontano!

di Veronica Ulivieri

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Verso la fotosintesi artificiale

Estratti vegetali al posto del silicio per alti livelli di efficienza, bassi costi e pannelli più ecosostenibili. Vent'anni dopo, il passaggio dai laboratori all'industria non è lontano

La parola d'ordine è "biomimetica". Di solare organico gli scienziati parlano dai primi anni Novanta, ma la sfida principale rimane ancora aperta: riuscire a imitare nel modo migliore possibile la natura. Solo così i moduli solari che usano estratti vegetali al posto del silicio potranno raggiungere alti livelli di efficienza e diventare un sostituto low cost e più ecosostenibile dei moduli solari tradizionali. "Ci stiamo avvicinando sempre di più a una fotosintesi artificiale", che prova a mimare la perfezione di quella clorofilliana, spiega Aldo Di Carlo, co-direttore del Chose, il centro di ricerca della Regione Lazio che dal 2006 studia il solare organico.

A base di succo di mirtillo

Intanto, mentre le prime applicazioni delle celle "a base di succo di mirtillo" sono già arrivate sul mercato con tastiere e zaini solari , nei laboratori romani si studia come industrializzarle su scala più grande. Nelle dye-sensitized solar cell (Dssc), messe a punto nel 1991 da Michael Grätzel al Politecnico di Losanna, gli estratti naturali assorbono la luce solare e trasferiscono gli elettroni a un leggero strato di biossido di titanio. La carica viene poi trasmessa grazie a un fluido elettrolita a base di iodio. Per migliorare l'efficienza delle celle, aumentando cioè la quantità di luce solare trasformata in energia elettrica, i ricercatori del Chose stanno puntando su molecole estratte dalle alghe: "Abbiamo osservato che utilizzando questo tipo di estratti l'efficienza arriva al 4%", contro circa l'uno per cento delle antocianine estratte dai mirtilli.

Da migliorare la durata

Un altro aspetto da migliorare è la durata: "I moduli in silicio hanno una vita di oltre due decenni, contro quella di pochi anni delle celle organiche", spiega Filippo Spertino, docente di ingegneria energetica al Politecnico di Torino. "Grazie a molecole sintetizzate in laboratorio, siamo riusciti ad allungare l'esistenza dei moduli: è un primo passo, penso che in futuro ci riusciremo anche utilizzando estratti naturali", aggiunge Di Carlo. E c'è anche chi, in centri di ricerca in varie parti del mondo, sta facendo esperimenti per utilizzare come elettrolita fluidi acquosi al posto di quelli a base di iodio. Un articolo pubblicato di recente sulla rivista scientifica Chemical Society Review da due ricercatori torinesi insieme allo stesso Grätzel spiega che "attraverso Dssc fabbricate con elettroliti a base di acqua sarebbe facile ottenere costi ridotti, eliminare il problema dell'infiammabilità, diminuire la volatilità e migliorare la compatibilità ambientale".

Fotovoltaico indoor

Se ci sono aspetti critici ancora da risolvere, il fotovoltaico organico offre anche molti vantaggi: il basso costo dei materiali, l'ecosostenibilità, la possibile integrazione in dispositivi elettronici, abiti, architetture grazie a moduli trasparenti, colorati, flessibili. "Tra le celle solari più innovative, le tecnologie Dssc rappresentano un'alternativa percorribile rispetto ai sistemi tradizionali, sia per vantaggio economico sia per metodologie costruttive eco-friendly, che permettono un migliore riciclo degli elementi, con minore impatto ambientale", ha stabilito pochi mesi fa un gruppo di ricercatori dell'Università di Siena coordinati da Riccardo Basosi. E non è tutto: se in generale l'efficienza di celle con estratti vegetali è bassa, negli ambienti chiusi esse hanno in realtà performance anche superiori ai moduli a silicio: "Imitando la natura, la cella di Grätzel converte la luce in energia anche in casi di illuminazione non ottimale. In una stanza con lampade a fluorescenza, la Dssc raggiunge un'efficienza del 24%", spiega Di Carlo.

Industrializzare la Dssc

A Roma, il consorzio Dyepower, di cui fanno parte le Università di Ferrara, Torino e Tor Vergata con il Chose, insieme a colossi come Erg e il grande gruppo italiano di ingegneria e costruzioni Permasteelisa, lavora per industrializzare la tecnologia Dssc, sperimentando anche applicazioni nell'edilizia. E i test stanno andando avanti in tutto il mondo, dalla Germania al Giappone, con progressi significativi: "Da celle grandi come un francobollo si è passati oggi a produrre fogli continui di moduli e celle grandi anche un metro quadrato". Dovremo aspettare ancora alcuni anni per vederle uscire dalla nicchia, ma per Di Carlo si tratta di un tempo di attesa fisiologico: "Con il Led bianco è accaduto lo stesso: per arrivare alla maturità della tecnologia ci sono voluti vent'anni. Gli scienziati giapponesi che hanno inventato nel 1992 i diodi a emissione di luce blu hanno vinto il Nobel solo nel 2014. Dopo il laboratorio, c'è la lunga strada dell'industrializzazione".

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Solare al mirtillo e alghe: il fotovoltaico diventa organico

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Verso la fotosintesi artificiale La parola d'ordine è "biomimetica". Di solare organico gli scienziati parlano dai primi anni Novanta, ma la sfida principale rimane ancora aperta: riuscire a imitare nel modo migliore possibile la natura.

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Una nuova avventura per Bertrand Piccard che quindici anni fa era stato il primo uomo a compiere il giro del mondo in pallone. Lunedì mattina è partito per un’altra e più complicata impresa: volare intorno al pianeta a bordo di un aeroplano a energia solare senza consumare una goccia di petrolio. Il decollo da Abu Dhabi dell’Si2 (Solar Impulse 2) è in compagnia di André Borschberg con il quale ha preparato una missione che sembrava impossibile. Piccard infatti si era rivolto ai grandi costruttori di aeroplani sentendosi rispondere che non si poteva affrontare un progetto del genere. Così ha riunito un team di società partendo dai fabbricanti di barche e arrivando a far volare il prototipo Solar Impulse 1 in fibra di carbonio che non solo ha permesso di collaudare le difficili tecnologie ma ha conquistato addirittura otto record. Non restava che realizzare, con alcune modifiche, l’aereo per la spedizione, tentando finalmente il sogno della circumnavigazione che da questa mattina si materializza.

Un nuovo mondo

Oggi mentre decolla nasce pure per sua iniziativa assieme a Google la piattaforma Futureisclean.org per sostenere un movimento di cui si è fatto primo protagonista anche il principe Alberto II di Monaco (dove è attivo il centro di controllo del volo), per sensibilizzare i governi sui problemi del cambiamento climatico. «Con il nostro aeroplano», sottolinea Bertrand Piccard, «vogliamo dimostrare come sia possibile sostituire vecchie tecnologie inquinanti con altre pulite, risparmiando energia e riducendo le emissioni di anidride carbonica». L’avventura inizia.

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Il giro del mondo in 500 ore sull'aereo a energia solare

La chiusura della campagna elettorale
in Molise

CorriereTV

A Britain's Got Talent, su una sedia a rotelle la 13enne Hollie Booth, menomata per le conseguenze dell'attentato

CorriereTV

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Il giro del mondo in 500 ore sull'aereo a energia solare

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È decollato alle 4:30 del mattino da Abu Dhabi il Solar Impulse, aereo alimentato esclusivamente ad energia solare e progettato per restare in volo giorno e notte senza carburante fossile. L'obiettivo dei due piloti-pionieri svizzeri, Bertrand Piccard e André Borschberg, è circumnavigare il globo in cinque mesi e in 12 tappe.

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Solar power is important to pur galaxy... The sun... We, people, trees and the all galaxy need sun... Think about the sun it and the sun will be not in the sky, then we are not alive... Because sun power is important for us... Now we have power problems... To out of the problem then you do simplething to save the power

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Si definiscono sistemi solari passivi quelli in cui l’energia solare viene utilizzata direttamente. Le serre, ad esempio, sono strutture di vetro che permettono il passaggio del Sole in entrata, ma non ne fanno uscire il calore. In questo modo, esse possono mantenere al loro interno temperature superiori a quelle esterne. Vi sono poi i distillatori solari nei quali, in uno spazio chiuso e coperto da lastre trasparenti esposte al Sole, l’acqua marina evapora, condensandosi poi sotto forma di acqua priva di sali e, pertanto, riutilizzabile. Nei sistemi solari attivi, invece, l’energia solare viene raccolta e trasformata in energia termica o elettrica prima di essere utilizzata. Sono sistemi di questo genere i pannelli solari termici, i collettori a concentrazione, impiegati nella produzione di energia termica, e i pannelli solari fotovoltaici, per la produzione di energia elettrica. Le tecnologie migliori permettono anche la cogenerazione di più tipologie di energia ed è possibile accumulare l’energia termica in molti modi e per differenti usi.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/produzione-di-energia1/sistemi-solari/

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La capacità fotovoltaica installata nel mondo nel 2012 ha raggiunto i 139 GW, grazie ai 39 GW installati durante l’anno. L’Italia nel 2013 si è posizionata al 3° posto per potenza installata, dopo Germania e Cina, prima degli USA. Nell’analizzare i dati, occorre tenere presente anche l’estensione dei vari Stati a confronto: è significativo che un Paese piccolo come l’Italia possa competere con un gigante come gli USA.
Se si analizzano i dati delle diverse aree geografiche del mondo, si può osservare come l’Europa abbia sempre svolto il ruolo di pioniere in questo campo, ed ora detiene il primato della maggior potenza installata con 80 GW (il 57,5% della potenza installata mondiale), contro i 12,1 GW degli USA: visto il divario, è assai probabile che l’Europa continui ancora per molto a svolgere il suo ruolo di leader nel settore fotovoltaico. Il Giappone è uno dei Paesi emergenti in questo campo, mentre solo a partire dagli anni 2007-2008 si è iniziato a vedere incrementi significativi anche nel resto del mondo.
Per quanto riguarda il solare termico, le tecnologia per riscaldare l’acqua grazie all’energia solare si stanno diffondendo in molti paesi. Cina, Stati Uniti, Germania e Turchia sono stati i Paesi protagonisti del mercato del solare termico nel 2012. In particolare nel 2012 la Cina ha incrementato la capacità del solare termico del 44,7% rispetto all’anno precedente. Nel 2012 sono stati installati 71 Gigawatt termici (GWth) in tutto il mondo e la potenza totale installata ha raggiunto 326 GWth.
(Fonte: Renewables 2014 Global Status Report)

(Immagine: capacità fotovoltaica nel mondo 1996-2013)

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Dell’enorme flusso di energia che arriva dal Sole sulla Terra solo una parte può essere trasformata in energia utile. La quantità di energia solare in arrivo sulla superficie terrestre che può essere utilmente “raccolta” dipende dall’irraggiamento del luogo. L’irraggiamento è infatti la quantità di energia solare incidente su una superficie unitaria in un determinato intervallo di tempo, tipicamente un giorno (si misura in chilowattora per metro quadro per giorno). Il valore della radiazione solare che arriva sull’unità di superficie (in determinato istante) viene invece denominato radianza (si misura in chilowatt per metro quadro). L’irraggiamento è influenzato dalle condizioni climatiche locali (nuvolosità, foschia, ecc.) e dipende dalla latitudine del luogo: come è noto cresce quanto più ci si avvicina all’equatore. In Italia l’irraggiamento medio annuo va dai 3,6 kWh per m² al giorno della Pianura Padana ai 4,7 kWh per m² al giorno del Centro-Sud, ai 5,4 kWh per m² al giorno della Sicilia. In località favorevoli è possibile raccogliere annualmente circa 2.000 chilowattora da ogni metro quadro di superficie, il che è l’equivalente energetico di 1,5 barili di petrolio per metro quadro.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/conoscere-lenergia-solare/la-radiazione-utile/

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Il Sole illuminerà e riscalderà la Terra fino a quando non si saranno esaurite le sue riserve d’idrogeno, ovvero tra circa 5 miliardi di anni. La radiazione solare raggiunge la superficie terrestre in maniera non omogenea. Ciò dipende dalla sua interazione con l’atmosfera e dall’angolo d’incidenza dei raggi solari. L’angolo d’incidenza varia in base a due fattori: la rotazione della Terra intorno al proprio asse, determinante per l’alternarsi del giorno con la notte, e l’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’orbita, che provoca una variazione stagionale dell’altezza massima del Sole sull’orizzonte. Quando il Sole è perpendicolare alla superficie terrestre, si ha la massima concentrazione dei suoi raggi al suolo. Invece, se i raggi solari raggiungono la superficie terrestre con una certa inclinazione, la stessa quantità di energia si disperde su una superficie più grande. Per questo l’energia solare può essere sfruttata con la massima intensità solo entro una fascia compresa tra il 45° di latitudine nord e sud.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/conoscere-lenergia-solare/la-radiazione-solare-sulla-terra/

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Un raggio di Sole arriva sulla superficie terrestre dopo un viaggio di 150 milioni di chilometri che percorre in 8 minuti. L’energia solare ricevuta dalla Terra, è pari a circa 170.000 terawatt (unità di misura pari a 10 watt alla dodicesima, utilizzata per quantificare l’energia solare). Di questi, 50.000 terawatt sono riflessi dagli strati superiori dell’atmosfera, 30.000 vengono assorbiti dall’atmosfera e 90.000 raggiungono la superficie terrestre.
La maggior parte di questi ultimi viene riflessa (per esempio dagli specchi d’acqua) o assorbita. Una piccola parte, invece, si trasforma: 400 terawatt fanno evaporare l’acqua dei mari e la trasformano in nubi, 370 terawatt mettono in moto il vento e 80 terawatt vengono trasformati dalla fotosintesi delle piante in energia chimica.
I 30.000 terawatt assorbiti dall’atmosfera e i 90.000 che raggiungono la superficie terrestre, vengono poi immessi nuovamente in atmosfera sotto forma di radiazione infrarossa e irraggiati verso lo spazio. In questo modo il bilancio energetico resta costante come pure la temperatura dell’atmosfera e della superficie terrestre. L’effetto serra, ovvero il fenomeno naturale di riscaldamento degli strati più bassi dell’atmosfera che normalmente consente la vita sulla Terra, ultimamente si è accentuato per effetto di alcune attività umane, con conseguenze spesso molto gravi (per esempio cambiamenti climatici).

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/conoscere-lenergia-solare/che-cose1/

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Il Sole è la stella a noi più vicina e quella che consente la vita sulla Terra. Il Sole è una sfera con un diametro di 1,4 milioni di chilometri (10⁹ volte quello della Terra) e una massa circa 300.000 più grande di quella terrestre. E’ formato per il 75% da idrogeno, il 23% di elio e solo il 2% di elementi più pesanti. Produce il proprio calore trasformando l’idrogeno in elio nella sua parte più interna, dove la temperatura raggiunge i 15 milioni di gradi centigradi (alla superficie la temperatura è di circa 6000 gradi centigradi). Si definisce costante solare, la radiazione che incide perpendicolarmente su una superficie unitaria posta al limite superiore dell’atmosfera ed è pari a 1350 watt per metro quadrato. Questo valore, moltiplicato per la superficie della sezione della Terra (raggio medio terrestre al quadrato per pi greco) ci fornisce la quantità di energia che la Terra riceve dal Sole ogni secondo: 173.000 terawatt.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/conoscere-lenergia-solare/che-cose1/

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Si dice solare l’energia raggiante sprigionata dal Sole per effetto di reazioni nucleari (fusione dell’idrogeno) e trasmessa alla Terra sotto forma di radiazione elettromagnetica. Le radiazioni elettromagnetiche sono costituite da fotoni. Il fotone è una particella neutra che si propaga nel vuoto, alla velocità di circa 300.000 chilometri al secondo, con una energia che dipende dalla sua frequenza e con massa che si considera nulla quando è a riposo (non in movimento). L’intensità delle radiazioni solari che arrivano ogni anno sulla superficie terrestre equivale a 80 mila miliardi di tonnellate di petrolio equivalente . Questa è una quantità infinitesimale rispetto alla produzione di energia che avviene nel Sole grazie alle reazioni nucleari; ma è anche una quantità enorme, se si pensa che la domanda mondiale di energia è pari solo a 8 miliardi di TEP l’anno. Ogni forma di vita presente sulla Terra esiste grazie all’energia inviata dal Sole. Ogni cosa, a partire da ciò che mangiamo ogni giorno, è legata, direttamente o indirettamente, ad essa. La radiazione solare, nonostante raggiunga al massimo la potenza di 1 chilowatt per metro quadrato (irraggiamento al suolo in condizioni di giornata serena e sole a mezzogiorno), resta la fonte energetica più abbondante e pulita sulla Terra.

http://www.eniscuola.net/argomento/solare/conoscere-lenergia-solare/che-cose1/

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Nel nostro Paese, l’irraggiamento medio annuo va dai 3,6 kWh per m² al giorno della Pianura Padana ai 4,7 kWh per m² al giorno del Centro-Sud, ai 5,4 kWh per m² al giorno della Sicilia: ne deriva che alcune regioni hanno un potenziale produttivo molto elevato, anche se l’intero territorio nazionale gode comunque di condizioni molto favorevoli all’installazione di impianti di produzione solare. L’Italia è uno dei maggiori Paesi produttori di energia solare ed è all’avanguardia anche nel settore della ricerca e delle innovazioni tecnologiche. Secondo il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) gli impianti in esercizio collegati alla rete elettrica in Italia nel 2013 sono 591.029, per una potenza installata di 18.053 MW. Quindi tra il 2012 e il 2013 il numero degli impianti fotovoltaici è cresciuto del 22,8%, mentre la potenza installata del 8,2%.
(Fonte: GSE, Rapporto statistico “Energia da Fonti Rinnovabili in Italia – 2013”).