I pannelli solari e fotovoltaici sfruttano l’energia solare per generare energia elettrica da utilizzare in casa o in contesti lavorativi. Il sole è la principale fonte di energia presente sul nostro pianeta. Le preoccupazioni degli scienziati riguardo alle conseguenze del riscaldamento globale sono sempre maggiori. Rimane poco tempo prima che gli effetti del consumo di carboni fossili porti ad un riscaldamento globale di +2° rispetto all’era pre-industriale. Per questo motivo il cambiamento verso l’energia pulita e sostenibile è diventata una priorità. 

Energia solare

L’energia solare è la principale fonte di energia sul pianeta terra. La nostra stella irradia il pianeta terra con radiazioni e calore tutti i giorni dell’anno, e la sua energia illimitata e pulita è a nostra disposizione. Si stima che il sole produca 1000 W di energia per metro quadrato, una quantità sufficiente a soddisfare il fabbisogno globale di energia. 

L’energia solare è la principale fonte di energia sul pianeta terra. Grazie a pannelli solari e fotovoltaici, l’energia solare si può catturare e trasformare in energia elettrica. Una fonte di energia rinnovabile e pulita. Se si vuole abbassare il proprio impatto sull’ambiente e ridurre le proprie emissioni di CO2, il passaggio ai pannelli solari è un ottimo inizio. 

L’ energia solare fotovoltaica, quella dei pannelli solari, è la più conosciuta ed utilizzata, soprattutto tra i privati. Ma ci sono altri modi di utilizzare l’energia solare. L‘energia solare consiste in radiazione solare e calore provenienti dal sole. Si tratta di una fonte di energia rinnovabile ed inesauribile, che se sfruttata al massimo potrebbe generare energia elettrica per l’intero consumo globale.

La tecnologia per catturare i raggi solari e il calore provenienti dal sole è in continua evoluzione. Con il passare del tempo si stanno producendo delle tecnologie sempre più efficienti nella produzione di elettricità grazie allo sfruttamento dell’energia solare. Tra le tecnologie più utilizzate sono i pannelli solari fotovoltaici e i pannelli solari termici. 

La differenza tra i due è sia nella tecnologia che nell’utilizzo. I pannelli fotovoltaici infatti servono a trasformare l’energia solare in energia elettrica, da utilizzare negli edifici, per elettrodomestici e simili. I pannelli solari termici invece servono a riscaldare l’acqua calda per le abitazioni, per utilizzi quali doccia, rubinetti e riscaldamento. 

Energia solare in Italia

L’energia solare in Italia sta avendo una grande diffusione. Nonostante il nostro paese non sia all’avanguardia su aspetti quali auto elettriche o architettura ecosostenibile, può vantare una buona diffusione di pannelli fotovoltaici e termici. Nel 2011 l’Italia è stato il paese dove si sono installati più pannelli solari al mondo.

Secondo un rapporto di Legambiente ‘Comuni Rinnovabili 2017‘ quasi tutti i comuni di Italia hanno visto l’installazione di almeno un impianto fotovoltaico e un impianto di pannelli solari termici. Sempre secondo il rapporto di Legambiente questi sono i numeri (molto positivi) per quanto riguarda l’energia solare in Italia: 

  •  7978 comuni italiani dove sia stato installato almeno un impianto di energia rinnovabile
  • 731.000 gli impianti solari distribuiti in Italia, con un aumento di quasi 50 mila impianti rispetto al 2016
  • 22.545 GWh l’energia elettrica prodotta sfruttando radiazioni e calore provenienti dal sole. Si tratta di una cifra che soddisfa il bisogno di circa 8 milioni di famiglie
  • 7,3% del fabbisogno energetico nazionale è prodotto sfruttando l’energia solare
  • Grazie allo sfruttamento dell’energia solare in Italia si è evitata l’emissione di circa 15 milioni di tonnellate di anidride carbonica. 
  • 870 i comuni italiani che hanno installato impianti fotovoltaici su edifici pubblici come comune, scuole e biblioteche. 

Per ora l’Italia può vantare dei buoni risultati rispetto allo sfruttamento dell’energia solare. Rispetto agli impegni presi con l’accordo di Parigi si tratta di buoni passi avanti. si registra anche una continua crescita del numero di impianti installati e dell’energia prodotta grazie agli stessi. Un buon trend dovuto al miglioramento continuo delle tecnologie, all’abbassamento dei costi e al sostegno statale alla produzione di energia rinnovabile. 

Energia solare vantaggi e svantaggi

Se pensiamo alla produzione di energia rinnovabile e pulita e ai problemi che stiamo affrontando per l’utilizzo dei combustibili fossili, sfruttare l’energia solare sembra comportare solo grandi vantaggi. Dal punto di vista pratico però ci sono ancora dei problemi legati all’estrazione di energia con pannelli solari, come per esempio il costo dell’investimento iniziale e il rendimento altalenante degli impianti. 

Nonostante ciò, è bene ricordare che il sole è una fonte di energia inesauribile (almeno fino al giorno in cui non si spegnerà). Le sue radiazioni e il suo calore sono a nostra disposizione, senza alcun costo e con grandi benefici per l’ambiente. Secondo gli esperti, quando si riuscirà a progettare impianti che riescano a sfruttare fino al 70% dell’energia proveniente ogni giorno dal sole, il solare sarà la principale fonte di energia per l’umanità. 

Energia solare: vantaggi

I vantaggi dell’energia solare. 

  • Energia rinnovabile: l’energia del sole è rinnovabile e illimitata. il sole è una fonte di radiazioni e calore non esauribile, le risorse provenienti dalla nostra stella sono illimitate. L’energia solare è a disposizione di tutti, e può essere sfruttata sia da singoli che da imprese per produrre energia elettrica a basso costo. 
  • Energia pulita: i pannelli solari non usano combustibili fossili per la produzione di elettricità ed acqua calda. Non producono anidride carbonica o sostanze inquinanti nella trasformazione di energia, il loro impatto ambientale è ridotto. 
  • Diversi usi: con gli impianti termici e fotovoltaici a disposizione del grande pubblico, l’energia solare può essere utilizzata in moltissimi contesti. Sia per la produzione di elettricità che per la produzione di acqua calda sanitaria per la casa e il riscaldamento. 
  • Bollette più economiche: sfruttare l’energia solare con pannelli solari termici e fotovoltaici aiuta a diminuire il costo delle bollette. È vero che l’investimento iniziale può essere abbastanza oneroso, ma può essere ammortizzato in breve tempo. In più, se si produce energia in eccesso si può rivendere alla rete nazionale.   
  • Componenti ecologiche: i pannelli solari sono fabbricati con dei materiali che sono riciclabili fino al 95%. Una percentuale altissima se si pensa ai costi ambientali derivanti dai rifiuti delle centrali nucleari. Anche in questo senso l’energia solare ha u impatto ambientale molto basso.  

Svantaggi dell’energia solare

Vediamo gli svantaggi dell’energia solare. 

  • Risorse non programmabili: l’energia solare intensifica il suo rendimento quando radiazioni e calore sono al massimo. allo stesso modo il rendimento diminuisce e a volte si annulla quando il sole non splende. Questo fattore impedisce di programmare le risorse energetiche, rendendo questa il sole un fonte di energia secondaria rispetto al sistema di distribuzione elettrica tradizionale. 
  •  Energia non accumulabile: l’energia elettrica prodotta con i pannelli fotovoltaici non può essere accumulata in grandi quantità. Di solito viene utilizzata nello stesso momento in cui viene prodotta. Anche questo fattore tecnico limita l’affidabilità e l’utilizzo dell’energia solare come fonte principale di energia a livello nazionale. 
  • Rendimenti bassi: rispetto ad altre fonti energetiche, l’energia solare ha ancora rendimenti piuttosto bassi. Al momento si riesce a sfruttare radiazioni e calore provenienti dal sole solo per un terzo della loro potenzialità. Ci si aspetta però che la situazione cambi con l’evolvere della tecnologia. 

Pannelli Solari

Come abbiamo visto, un pannello solare è un dispositivo che serve a diversi usi. Sono molto diffusi due tipi di pannello solare: quello fotovoltaico e quello termico; entrambi sfruttano le radiazioni solari per la produzione di energia. Il primo serve principalmente alla produzione di energia elettrica, mente il secondo serve a produrre acqua calda sanitaria. 

Pannelli solari fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici fruttano le radiazioni solari per produrre energia elettrica a basso costo e con basso impatto ambientale. L’energia elettrica prodotta dai pannelli fotovoltaici può essere utilizzata sia nelle abitazioni che in luoghi pubblici e imprese. 

Un pannello fotovoltaico è un impianto che sfrutta le radiazioni solari (quindi la luce, non il calore) e le trasforma in energia elettrica. In termini tecnici, si tratta di un dispositivo optoelettronico, che sfrutta l’energia solare incidente. La luce del sole viene catturata da celle fotovoltaiche che tramite effetto fotovoltaico generano elettricità. 

Le dimensioni dei pannelli fotovoltaici son variabili e dipendono dai produttori e dai materiali utilizzati. Di solito un singolo pannello ha una dimensione di

  • 140-170 cm in altezza
  • 90-100 cm in larghezza
  • 4-5 cm di spessore

Per produrre l’energia necessaria per una famiglia a livello annuale, si stima che siano necessari circa 25 metri quadrati di superficie. (Necessario per produrre circa 3 mila Kilowatt di energia elettrica in un anno). Quasi sempre chi installa un impianto fotovoltaico non riesce a consumare tutta l’energia prodotta al momento, e la rivende alla rete elettrica nazionale. Si stima che chi produce energia elettrica con il proprio impianto ne usi circa il 30% immettendo nel sistema il resto dell’energia elettrica prodotta. 

Vantaggi e svantaggi dei pannelli fotovoltaici sono gli stessi visti sopra per l’energia solare. Per quanto riguarda gli svantaggi, è difficile prevedere quali siano i livelli di energia prodotti in un determinato periodo, e per questo pianificare il proprio consumo energetico. Anche i costi di installazione sono piuttosto alti. I vantaggi però sono innumerevoli. Produzione di energia pulita e rinnovabile, recupero dei costi nel breve periodo e possibilità di vendere l’energia prodotta in eccesso. 

Pannelli solari termici

Questo tipo di pannello viene utilizzato da privati e imprese per generare acqua calda sanitaria. L’aspetto dei pannelli solari termici è molto simile a quello dei pannelli fotovoltaici, ma il funzionamento e lo scopo di questi ultimi è sostanzialmente diverso. Il pannello solare termico infatti serve a produrre acqua calda per il riscaldamento, rubinetti e docce. 

Questo tipo di pannelli vengono anche chiamati collettori solari ed usano una tecnologia diversa rispetto a quella dei pannelli solari fotovoltaici. In questo caso la conversione che avviene va dalle radiazioni solari all’energia termica. L’energia così prodotta viene trasportata verso un accumulatore termico e serve per scaldare acqua. L’acqua così scaldata può essere utilizzata in molti contesti diversi, sia a livello di impresa che privato. 

Le dimensioni dei pannelli termici e il loro aspetto sono molto simili a quelli dei pannelli solari fotovoltaici. Ne sono prodotti in diversi materiali e il funzionamento del pannello può essere a circolazione naturale, forzata o a svuotamento.