Tutto sull’energia solare: come funziona e quali (immensi) vantaggi ha

L’energia solare potrebbe bastare da sola a coprire tutto il fabbisogno energetico mondiale. La quantità totale di energia solare incidente sulla Terra è di gran lunga superiore alla richiesta energetica: secondo la IEA – Agenzia Energetica Internazionale, in soli 90 minuti l’energia che proviene dal Sole sulla Terra potrebbe bastare a fornire il fabbisogno energetico dell’intero pianeta per un anno.Tutta questa enorme energia irradiata può essere convertita in energia elettrica e termica grazie, principalmente, al fotovoltaico e al solare termico.

Secondo il recente World Energy Transitions Outlook dell’agenzia IRENA, il fotovoltaico domina, insieme all’energia eolica, nel mix di generazione energetica, potendo fornire il 63% del fabbisogno totale di elettricità entro il 2050; tra le altre tecnologie rinnovabili mature segnala anche il solare termodinamico quale soluzione capace di fornire un contributo importante alla decarbonizzazione e a permettere di raggiungere quanto prima la transizione energetica.

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Cosa si intende per energia solare?

Se dovessimo quindi dare una definizione di energia solare potremmo dire che si tratta dell’energia associata alla radiazione solare, che costituisce la fonte primaria di energia sulla Terra. Luce radiante e calore, infatti, possono essere sfruttati attraverso diverse tecnologie quali il fotovoltaico, il solare termico, il solare termodinamico (o a concentrazione) e le tecnologie di frontiera come la fotosintesi artificiale. Siamo parlando di quantitativi enormi di energia, 10mila volte superiori al fabbisogno dell’umanità nel suo complesso. Il problema è che si tratta di energia poco concentrata: occorre quindi raccoglierla da aree molto vaste per averne quantità significative.

Non dimentichiamo, poi che al solare sono indirettamente legate molte altre tecnologie di fondamentale importanza quando si parla di rinnovabili. Pensiamo, ad esempio, all’energia eolica: la generazione del vento è legata alla differenza di assorbimento dell’energia solare. Oppure all’energia marina o mareomotrice: le correnti di marea sono infatti generate dall’attrazione esercitata dalla Luna e dal Sole sulle masse d’acqua marine.

Energia solare: come funziona

Per comprendere come è possibile riuscire a convertire l’energia solare in elettricità e calore è bene fare riferimento a fotovoltaico e solare termico, le due fonti più importanti.

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Il fotovoltaico

Per quanto riguarda il fotovoltaico, il suo nome deriva dal processo di conversione della luce (fotoni) in elettricità. I primi esperimenti risalgono addirittura al XIX secolo ma è solo negli anni Cinquanta che fu creata una cella solare funzionante fatta di silicio e capace di generare corrente elettrica quando veniva esposta alla luce del sole.

Il solare termico

Per quanto riguarda invece il solare termico, si tratta della tecnologia in grado di convertire le radiazioni solari in calore, per il riscaldamento dell’acqua sanitaria e per il riscaldamento degli ambienti residenziali e industriali, ma anche per la produzione del freddo (solar cooling). In particolare, il raffrescamento solare vede abbinati pannelli solari termici a una macchina frigorifera così da produrre freddo sotto forma di acqua refrigerata o di aria condizionata, a partire da una sorgente di calore.

I 7 vantaggi dell’energia solare

L’energia solare, specie quella fotovoltaica è una delle più importanti fonti rinnovabili, essenziale per riuscire a decarbonizzare la produzione energetica, oggi ancora troppo dipendente dalle fonti fossili. Secondo l’Accordo di Parigi occorre limitare gli effetti del climate change e il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 ºC. Il solare e le rinnovabili potranno contribuire sensibilmente a cogliere questo obiettivo.
La capacità installata di energia rinnovabile dovrà espandersi da oltre 2 500 GW di oggi a oltre 27 700 GW nel 2050, più di dieci volte tanto. Sul totale, il fotovoltaico è quello che pesa di più, superando i 14.000 GW entro il 2050.

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Andiamo quindi a scoprire tutti i benefici e vantaggi che lo sfruttamento dell’energia solare porta con sé.

1. Riduce le emissioni inquinanti. L’energia solare è un’energia verde perché proviene da una fonte rinnovabile. Sfruttarla, quindi, significa ridurre l’inquinamento sul pianeta.
2. Consuma poca acqua. Tra le diverse fonti energetiche, quella solare richiede il minor quantitativo d’acqua. Secondo uno studio del Joint Research Centre di Ispra fotovoltaico, eolico e geotermico esprimono i migliori valori in assoluto.
3. Risparmio sul budget famigliare. Chi installa un impianto fotovoltaico ha la possibilità di risparmiare in bolletta.
4. Si può utilizzare ovunque. L’energia solare si può sfruttare ovunque, anche in quei Paesi dove non c’è possibilità di accedere all’elettricità. Nel mondo, circa un miliardo di persone vive in questa condizione di estremo svantaggio.
5. La fornitura è più sicura. Contare su una generazione elettrica da fotovoltaico (e da rinnovabili) contribuisce a migliorare la sicurezza della fornitura elettrica e del sistema elettrico complessivo. Stiamo parlando della Generazione Distribuita, un modello di produzione e distribuzione di energia, che si basa sull’integrazione nelle reti elettriche di piccoli-medi impianti a fonte rinnovabile, ricorda RSE – Ricerca Sistema Elettrico. Essa può fornire un’alimentazione di maggiore affidabilità e di miglior qualità elettrica.
6. Fa fronte ai periodi di richiesta energetica più intensa. L’energia prodotta dal sole aiuta a supplire la richiesta nelle ore di picco della domanda, tra le 8 e le 19.
7. L’energia solare produce lavoro. Quello del solare è un settore che, potenzialmente, può produrre molta occupazione, persino nelle regioni votate al carbone. Secondo un rapporto del JRC in più della metà delle regioni carbonifere dell’Unione Europea la transizione energetica può creare più posti di lavoro di quelli attualmente esistenti nel settore del carbone. Tenendo conto che oggi 200mila persone sono impiegate nel settore del carbone, la diffusione di tecnologie energetiche rinnovabili (fotovoltaico, eolico, bioenergie) nelle regioni carbonifere può creare fino a 315mila posti di lavoro entro il 2030, e fino a 460mila entro il 2050.

Andrea Ballocchi