IL SOLE : ORIGINE DI OGNI FONTE ENERGETICA

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2 IL SOLE : ORIGINE DI OGNI FONTE ENERGETICA Il sole fornisce alla Terra tutta l energia di cui questa ha bisogno. Ogni forma di vita presente sulla Terra esiste grazie all'energia inviata dal Sole. Ogni cosa, a partire da ciò che mangiamo ogni giorno, è legata, direttamente o indirettamente, ad essa. Anche i combustibili fossili, derivati dall'alterazione chimico-fisica di organismi viventi preistorici, contengono energia solare.

3 L ENERGIA SOLARE La luce del sole ha origine dalla reazione di fusione nucleare che avviene nella massa del sole, dove atomi di idrogeno si trasformano in atomi di elio. La parte di massa che sparisce si trasforma in energia che si spinge verso lo strato esterno del sole e fuoriesce nello spazio infinito. Le radiazioni emesse dal sole forniscono al tempo stesso luce e calore e sono utilizzate in due modi: la luce per produrre elettricità con i pannelli fotovoltaici il calore per riscaldare l acqua con i pannelli solari e per produrre vapore nei pannelli a concentrazione Si parla pertanto di solare termico e di solare fotovoltaico

4 LA DISTRIBUZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE SULLA TERRA La radiazione solare raggiunge la superficie terrestre in maniera non omogenea. Ciò dipende dalla sua interazione con l'atmosfera e dall'angolo d'incidenza dei raggi solari. L'angolo d'incidenza varia in base a due fattori: la rotazione della Terra intorno al proprio asse l'inclinazione dell asse terrestre Quando il Sole è perpendicolare alla superficie terrestre, si ha la massima concentrazione dei suoi raggi al suolo.

5 COME VIENE SFRUTTATA L ENERGIA SOLARE? Sono tre le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole: 1) PANNELLI SOLARI TERMICI 3) PANNELLI FOTOVOLTAICI 2) PANNELLI SOLARI A CONCENTRAZIONE

6 PANNELLI SOLARI TERMICI Il pannello solare sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo. Mediante i pannelli solari è possibile produrre acqua calda a temperature intorno ai C. che, accumulata in un apposito serbatoio, può essere utilizzata sia per gli usi domestici (per esempio per il riscaldamento delle abitazioni e dell'acqua) sia per quelli industriali

7 Gli specchi riflettono i raggi del sole su un lunghissimo tubo ricevitore, collocato lungo l asse del fuoco, dove circola un liquido che assorbe calore. Il calore è poi portato alla centrale dove diventa vapore e mette in moto il gruppo turbina alternatore. ( il cui funzionamento è simile a quello che abbiamo già visto per la centrale termoelettrica) PANNELLI SOLARI A CONCENTRAZIONE Il pannello solare a concentrazione concentra i raggi solari su un opportuno ricevitore; attualmente il tipo più usato è quello a specchi parabolici.

8 Come funziona la centrale solare a concentrazione? I collettori a specchio (eliostati) catturano l energia del sole e la concentrano sulla caldaia posta sulla sommità di una torre. L acqua nella caldaia viene trasformata in vapore che, come negli altri tipi di centrale che abbiamo visto, aziona le turbine che fanno girare gli alternatori, producendo energia elettrica.

9 Un impianto in Italia: il progetto Archimede Visione del filmato archimede.mvm

10 PANNELLI FOTOVOLTAICI Il fotovoltaico è una tecnologia che consente di trasformare direttamente la luce solare in energia elettrica sfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico. Esso si basa sulle proprietà che hanno alcuni materiali semiconduttori come il silicio che, opportunamente trattato, genera energia elettrica quando viene colpito dalle radiazioni solari. Quando la luce colpisce una cella fotovoltaica, che è una lastrina di vetro blu scuro, all interno si genera elettricità. Più celle fotovoltaiche sono collegate a formare il modulo, i moduli vengono poi riuniti in pannelli

11 VANTAGGI E LIMITI DELL ENERGIA SOLARE gli impianti sono ancora piuttosto costosi L energia solare, rispetto alle altre fonti energetiche, presenta molti VANTAGGI: si può sfruttare in modo illimitato non produce inquinamento è una risorsa sicura, gratuita e disponibile Il suo sfruttamento presenta però ancora alcuni INCONVENIENTI: richiede vaste superfici bene esposte al Sole l irregolarità delle radiazioni nelle stagioni e per le condizioni meteorologiche

12 IMPATTO AMBIENTALE Le centrali solari sono : ingombranti: sottraggono vaste aree all agricoltura e agli insediamenti umani e modificano il paesaggio tuttavia non scaricano fumi nell atmosfera e non inquinano le acque

13 LA RICERCA DI NUOVE TECNOLOGIE L impiego di pannelli fotovoltaici si è molto esteso negli ultimi tempi, e in molti paesi industrializzati è stato sostenuto finanziariamente dallo Stato. Attualmente la maggior parte degli studi si concentrano su nuove generazioni di celle fotovoltaiche (sostituendo il silicio ad altri materiali più economici) dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche

14 L UTILIZZO NELLE NOSTRE CASE Per avere un effettivo risparmio di energia nelle nostre case non basta l installazione dei pannelli solari o fotovoltaici, occorre dotare l edificio di un adeguato isolamento, doppi infissi, isolare il tetto ad esempio e fare attenzione tenendo chiuse le finestre in inverno, spegnendo le luci quando non le utilizziamo, utilizzando gli elettrodomestici a pieno carico ad esempio

15 IL FUTURO? Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di micronde o raggi laser. Gli attuali progetti di costruzione prevedono l'installazione di queste centrali nel PHYLLA, la nuova auto solare

16 ADESSO TOCCA A TE! Costruiamo un pannello solare MATERIALI: compensato 30 x 30 cm, spessore 1cm 3 m tubetto in gomma, diametro circa 1 cm Recipiente capacità : 2,5 litri Puntine da disegno o chiodi Foglio di plastica trasparente 35 x 35 cm SE MISURIAMO AD INTERVALLI LA TEMPERATURA DELL ACQUA NEL SERBATOIO NOTEREMO CHE ESSA VA AUMENTANDO. CIO E DOVUTO ALLA CIRCOLAZIONE DI ACQUA CALDA CHE SI INSTAURA TRA PANNELLO E SERBATOIO SOTTO L AZIONE DEI RAGGI SOLARI FASI DI LAVORO Fissa le puntine sulla tavoletta o i chiodi come appare nel disegno Disponi il tubo curvandolo attorno ai chiodi in modo da realizzare una serpentina, lascia libere le due estremità del tubo Ricopri la serpentina con la plastica trasparente fissandola con le puntine Collega i tubi alla tanica come in figura (chiudi le giunzioni con mastice o collante) Riempi il recipiente di acqua ed esponilo al sole

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