L’energia solare generata dalla radiazione solare rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra.

Essa, infatti, è la forma di energia utilizzata dagli organismi vegetali, ovvero quelli che eseguono la fotosintesi (da cui poi hanno origine anche i combustibili fossili); tutti gli altri organismi viventi sulla terra sfruttano, invece, l’energia chimica ricavata o direttamente dai vegetali o da altri organismi che però a loro volta si nutrono di vegetali e che quindi sfruttano indirettamente anch’essi l’energia solare.

Da questa energia quindi derivano quasi tutte le altre fonti energetiche disponibili all’uomo quali i combustibili fossili, l’energia idroelettrica, l’energia eolica, l’energia del moto ondoso, l’energia da biomassa; le sole eccezioni sono l’energia nucleare, l’energia geotermica e l’energia delle maree.

L’energia solare può essere utilizzata direttamente a scopi energetici per produrre calore o energia elettrica con vari tipi di impianto.

Dal punto di vista energetico si tratta di un’energia alternativa ai classici combustibili fossili, rinnovabile e pulita. Può essere opportunamente sfruttata attraverso diverse tecnologie e per diversi scopi, anche se soffre di variabilità e intermittenza di produzione a causa dei cicli giorno-notte e alla copertura nuvolosa.

[“Mediamente il Sole irradia alle soglie dell’atmosfera terrestre 1367 W/m², nota come costante solare e distribuita secondo lo spettro solare. Tenendo conto che la Terra è approssimabile ad una sfera di raggio medio di 6371 km, ne viene che essa intercetta una sezione di oltre 127,5 milioni di km² della emissione solare, il cui prodotto per la costante solare corrisponde ad una potenza intercettata di 174300 TW. A seconda della stagione, per l’eccentricità dell’orbita terrestre, questa potenza intercettata varia tra 168500 TW e 180000 TW. Di questa valore, circa il 30% viene riflessa indietro o intercettata dall’atmosfera ed una parte finisce sugli oceani; ma la potenza restante potenzialmente catturabile sulla terraferma. resta enorme, dell’ordine di svariate decine di migliaia TW di potenza (per poter fare un paragone, si tenga presente che la potenza media di una grande centrale elettrica si aggira attorno ad 1 GW, ove un TW vale mille di queste centrali).” Cit. Wikipedia]

L’irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee, come media annuale, corrispondente ad una energia tra 3 kWh al giorno a nord, e 5 kWh al giorno a sud.

[“La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l’energia usata dall’umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative, e piuttosto difficile da convertire in energia facilmente sfruttabile con efficienze accettabili. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l’uso dell’energia solare è un settore della ricerca molto attivo ma che, per il momento, non ha avuto ancora risultati rivoluzionari.” Cit. Wikipedia]

energia solare, pannelli fotovoltaici
Panoramica pannelli fotovoltaici.

L’energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l’energia del sole:

  • il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all’acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.
  • il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce.
  • il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per convogliare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all’estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono. In entrambi i casi “l’apparato ricevente” si riscalda a temperature molto elevate (solare termodinamico)