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ENERGIA SOLARE

Il Sole invia sulla Terra un'enorme quantità di energia, ma non tutta raggiunge la superficie terrestre; infatti quando la radiazione solare raggiunge l' atmosfera, una parte di essa viene assorbita dai gas atmosferici (24% ) e una parte è riflessa dalle nubi e dal pulviscolo (29%). Solo il 47% dell' energia proveniente dal Sole raggiunge la superficie terrestre: di questo il 43 % viene assorbito e il 4% viene riflesso nello spazio.
Questa energia alimenta tutti i fenomeni che consentono la vita sulla Terra: ciclo dell'acqua, venti, movimento delle masse d' acqua e fotosintesi.
L' energia del Sole viene utilizzata per produrre calore a bassa temperatura (tra 60 °C e 80 °C) con i pannelli solari: questi sono costituiti da piastre metalliche che catturano le radiazioni solari e trasmettono il calore all' acqua che circola al disotto di esse. Il calore prodotto viene utilizzato per usi domestici o di piccole aziende.
La produzione di calore ad alta temperatura avviene invece nelle centrali solari, formate da specchi concavi disposti in serie che, seguendo automaticamente il percorso del Sole, catturano i raggi solari e li concentrano su una caldaia: qui l' acqua si riscalda e il vapore viene inviato a una turbina, collegata a un alternatore, che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. La prima centrale solare di questo tipo nel mondo è stata Eurelios, ad Adrano, in Sicilia. In alternativa vi è la tecnologia del fotovoltaico, che permette di trasformare la luce del Sole in energia elettrica. Questo è possibile utilizzando alcuni materiali, fra cui il silicio, che, opportunamente trattati, sono in grado di generare elettricità se colpiti dalla radiazione solare.

Il dispositivo più elementare capace di cio' è la cella fotovoltaica che eroga 1/1 ,5W di potenza quando è investita da una radiazione di 1000 Wm2. Ciò significa che solo il 15% circa dell'energia solare viene trasformata in energia elettrica. Celle fotovoltaiche di arseniuro di gallio raggiungono un'efficienza del 35%, ma sono costosissime. Un gruppo di ricercatori dell'Università californiana di Berkeley ha prodotto un nuovo tipo di celle solari, in materiale plastico che può essere letteralmente spalmato su qualsiasi superficie e provvedere alla fornitura di energia per molti strumenti elettronici portatili con un rendimento che si avvicina al 25% sfruttando un campo dello spettro solare doppio rispetto alle celle tradizionali. Più celle assemblate e collegate in serie formano il modulo fotovoltaico, tipicamente formato da 36 celle, ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed eroga, in condizioni ottimali, circa 40-50 W. Per soddisfare le esigenze di una famiglia italiana media servono circa 10 mq di pannelli, in quanto bisogna tenere conto che non è necessario produrre solo l'energia utile al momento, ma anche quella richiesta durante la sera e la notte, e quindi è indispensabile accumularla. Questa energia può essere accumulata nelle batterie solari, che sono oggi molto diffuse per far funzionare piccoli oggetti, come orologi e calcolatrici tascabili. A Vulcano, nelle isole Eolie, è in funzione una centrale fotovoltaica.

L' energia solare è gratuita, diffusa ovunque, inesauribile e non produce residui inquinanti; tuttavia la sua utilizzazione presenta problemi legati soprattutto alla sua discontinuità: di notte il Sole non c' è, la radiazione solare varia in relazione alle stagioni, alle condizioni del tempo meteorologico e alla latitudine. Per questo motivo oggi essa non rappresenta una valida alternativa alle fonti energetiche non rinnovabili.