Sabato, Dicembre 16, 2017

Prospettive Reali per un Utilizzo su Larga Scala dell’Energia Fotovoltaica

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V. Romanello, F. Andreoli

Atomi per la Pace

www.atomiperlapace.it

Novembre 2017

 

L’idea di poter disporre di energia abbondante, gratuita, pulita ed immune da monopoli di sorta è certamente accattivante in un mondo che, alla data attuale, conta una popolazione mondiale che ha superato i 7 miliardi e mezzo di individui, che nell’ultimo anno è cresciuta di oltre 60 milioni di unità (un’intera Italia in più!), oltre 731 milioni e mezzo di denutriti (di cui, per fame, ne muoiono più di 30 mila al giorno!) [1]. Nella giornata di oggi l’umanità ha consumato quasi 400 milioni di MWh (1 MWh – Mega-watt-ora, pari a 1000 chilo-watt-ora - rappresenta grosso modo il consumo di 200 famiglie italiane nell’arco di un anno), di cui l’84% da fonti non rinnovabili. Il sole invece, ha erogato sulla Terra oltre 2900 miliardi di MWh. Ma in che modo allora possiamo sfruttare questa immensa quantità di energia che la nostra stella ci fornisce generosamente da milioni di anni, al netto delle ideologie e delle prese di posizione acritiche che, purtroppo, condizionano pesantemente il dibattito sull’argomento?

Lo spettro solare e l’irraggiamento al suolo

Il sole, la stella al centro del nostro sistema solare che dista dal nostro pianeta circa 150 milioni di chilometri (la luce ci mette 8 minuti e 19 secondi a coprire questa distanza), è 1 milione e 300 mila volte più grande della Terra e splende da circa 4,6 miliardi di anni (secondo le stime lo farà per un altrettale periodo di tempo prima di diventare una gigante rossa, trovandosi al momento circa a metà vita). La superficie del sole presenta una temperatura di 5780 gradi kelvin (ovvero circa 5500 gradi centigradi), irradiando verso la Terra 1367 W/m² (watt per metro quadrato, quantità detta costante solare – con fluttuazioni del 6,9% durante l’anno), di cui però ne arrivano a terra meno a causa degli assorbimenti in atmosfera (Fig.1). Dei raggi che raggiungono il suolo circa il 5% è costituito da ultravioletti (al 98% di tipo UV-A), il 39% da luce visibile ed il 56% da radiazione infrarossa (Fig.2).

Fig.1 - Spettro dell’irradianza solare in funzione della lunghezza d’onda [2]

 

Fig.2 – Ripartizione dell’energia irradiata dallo spettro solare che giunge al suolo [3]: lo spettro visibile costituisce solo il 39 % del totale

Naturalmente, la quantità di energia che effettivamente raggiunge il suolo dipende sensibilmente dalla posizione geografica della località in oggetto, ed è anche fortemente variabile durante l’anno. La massima radiazione solare che giunge al suolo, in assenza di nubi, equivale circa a 950 W/m2, cui va aggiunta la componente diffusa. In Fig.3 è riportata la mappa dell’irraggiamento solare annuo nel nostro Paese e del massimo quantitativo di energia ottenibile con pannelli inclinati in maniera ottimale.

Fig.3 – Mappa dell’irraggiamento solare in Italia [4]

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