Come funziona l’energia solare?

Abbiamo la fortuna di poter ricavare energia solare dalla stella che ci scalda e ci consente di vivere sul pianeta. Il sole ci fornisce la maggior parte dell’energia che utilizziamo. Abbiamo sviluppato diverse tecnologie per canalizzarla, ottimizzarla e utilizzarla, dai pannelli solari termici ai pannelli fotovoltaici. Ma cos’è davvero l’energia solare? Come funziona? Una breve guida per capirlo meglio.

Energia solare e altre fonti rinnovabili

L’energia solare è un tipo di energia che funziona a flusso, ovvero a ciclo continuo. La sua costante disponibilità non diminuisce, e questo dettaglio rappresenta uno dei maggiori vantaggi di tale fonte. Ma l’energia ricavata dal sole non è l’unica fonte rinnovabile alla quale può accedere l’uomo, le altre sono:

• Energia eolica
• Combustibili fossili
• Energia del moto ondoso
• Energia idroelettrica
• Energia da biomassa
• Energia geotermica
• Energia delle maree

La peculiarità della fonte solare risiede nel fatto che il sole rappresenta la fonte che rende possibili le altre. L’enorme energia sprigionata ogni giorno dal sole è disponibile non solo per vita diretta, ma anche attraverso altre fonti che da essa si generano. Le chiamiamo fonti rinnovabili perché sono considerate inesauribili e sempre disponibili, anche se l’avanzare dell’emergenza climatica ci spinge a porci urgenti domande a riguardo.

Tutte le fonti di energia, compresa quella solare, sono sfruttate dall’uomo per la produzione di energia elettrica (che viene generata tramite pannelli solari fotovoltaici) e termica (tramite l’energia solare termica). I modi in cui l’energia viene convertita sono tre:

• Solare fotovoltaico
• Solare termico
• Solare termodinamico

Vediamo più da vicino le loro caratteristiche e come funzionano.

Solare fotovoltaico: energia elettrica

Il solare fotovoltaico è la modalità di conversione dell’energia solare in energia elettrica. Questa conversione avviene in modo abbastanza immediato, senza l’uso di combustibili fossili, motivo per cui parliamo del solare come energia pulita.

La tecnologia impiegata per il solare fotovoltaico sono gli impianti fotovoltaici che ormai tutti conoscono. Pannelli solari che collocati in una posizione favorevole per godere dell’irraggiamento trasformano la luce del sole in energia elettrica tramite una cella fotovoltaica composta di silicio. Il silicio è un semiconduttore, il componente fondamentale per la generazione di energia.

Solare termico e produzione del calore

Il principio alla base del funzionamento del solare termico è estremamente semplice e intuitivo, e come tutte le cose semplici e intuitive ha rappresentato una rivoluzione e un’invenzione dalle conseguenze positive costanti nel corso del tempo e della storia.

Il solare termico cattura i raggi del sole e utilizza il calore che essi stessi sprigionano per gli scopi utili all’utilizzo umano. L’impianto solare termico trasforma l’energia dei raggi del sole in energia termica tramite il funzionamento di un collettore solare. Nel collettore è presente un liquido caloportatore che si riscalda con i raggi del sole, e scorrendo dentro i tubi porta il calore fino al punto di utilizzo. Grazie a questa innovazione è stato possibile ridurre l’uso e la quantità di combustibili fossili e di gas naturale, con conseguente beneficio del pianeta.

Solare termodinamico o pannello solare a concentrazione

I benefici dell’energia solare non sono finiti qui, c’è ancora una terza tecnologia, usata soprattutto per la produzione di acqua calda domestica, più recente e nata sulla scia del pannello solare termico. Questa tecnologia è in grado di produrre calore in qualsiasi momento, anche con condizioni meteo e atmosferiche poco propizie.

Il funzionamento mette insieme e integra il meccanismo della pompa di calore e il collettore solare termico del sistema solare termico di cui abbiamo parlato prima. I raggi solari accumulati sotto forma di calore vengono raccolti e convertiti grazie a una turbina che produce energia elettrica. Il solare termodinamico ha il vantaggio di essere indicato sia per uso domestico che su vasta scala.

Benefici energia solare

La ricerca sullo sviluppo e l’utilizzo è un settore in crescita, e fortunatamente. I fenomeni climatici improvvisi e violenti a cui stiamo assistendo ci mettono di fronte a una cruda realtà: l’ambiente subisce l’impatto della nostra presenza sulla terra in modo disastroso e forse è tardi per correre ai ripari. Ma è doveroso fare qualcosa, e l’uso di fonti rinnovabili fa parte di quel qualcosa.

I benefici dell’energia solare sono maggiori degli svantaggi. Non stiamo parlando soltanto di energia rinnovabile e pulita, ma anche di un’energia conveniente in termini economici, che prevede un iniziale investimento facilmente ammortizzabile negli anni successivi. Inoltre, quando parliamo di energia solare, stiamo parlando di un’energia versatile, utilizzabile in diversi modi, come abbiamo visto precedentemente.

Master universitari ed energie rinnovabili

Dal momento che questo settore dimostra di crescere ogni anno di più, è sempre più frequente la richiesta di personale formato per operare all’interno di questo settore professionale. Per inserirsi in questo contesto è necessario possedere le giuste conoscenze di sviluppo e gestione.

Presso l’Università Niccolò Cusano a Matera, erogata on line tramite didattica a distanza, è stato istituito un master di II livello in Innovazione, sviluppo e gestione di reti energetiche basate su energie rinnovabili.

Il master si prefigge di rivolgersi ai laureati in possesso di laurea magistrale nel settore ingegneristico, che abbiano un interesse e una predisposizione verso le tematiche dell’energia rinnovabile. Il programma offre un approfondimento e un affinamento delle competenze spendibili all’interno di imprese del settore energetico e ambientale, nel mondo della consulenza e delle istituzioni pubbliche.

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