Energia solare: cosa devi sapere
L'energia solare è energia utilizzabile generata dal sole sotto forma di energia elettrica o termica. L'energia solare viene catturata in vari modi, il più comune dei quali è con pannelli solari fotovoltaici che convertono i raggi del sole in elettricità utilizzabile. Oltre a utilizzare il fotovoltaico per generare elettricità, l'energia solare è comunemente utilizzata nelle applicazioni termiche per riscaldare spazi interni o fluidi. I proprietari di immobili residenziali e commerciali possono installare sistemi di acqua calda solare e progettare i loro edifici con il riscaldamento solare passivo in mente per sfruttare appieno l'energia solare con la tecnologia solare.
Interessato a beneficiare dell'energia solare? I pannelli solari sono installati su tre scale principali: residenziale, commerciale e di utilità. Il solare su scala residenziale è tipicamente installato sui tetti delle case o in terra aperta (montato a terra) ed è generalmente compreso tra 5 e 20 kilowatt (kW), a seconda delle dimensioni di una proprietà. I progetti commerciali di energia solare sono generalmente installati su una scala maggiore rispetto al solare residenziale. Sebbene le singole installazioni possano variare notevolmente in termini di dimensioni, il solare su scala commerciale ha uno scopo coerente: fornire energia solare in loco alle aziende e alle organizzazioni non profit. Infine, i progetti solari su larga scala sono in genere grandi, diverse installazioni megawatt (MW) che forniscono energia solare a un gran numero di clienti di servizi.
Come funziona l'energia solare?
Un pannello solare (noto anche come modulo solare) è costituito da uno strato di celle di silicio, un telaio metallico, un involucro di vetro e cablaggio per trasferire corrente elettrica dal silicio. Il silicio (#14 sulla tavola periodica) è un nonmetal con proprietà conduttive che gli permettono di assorbire e convertire la luce solare in elettricità utilizzabile. Quando la luce colpisce una cellula di silicio, la luce fa sì che gli elettroni nel silicio siano in movimento, avviando un flusso di corrente elettrica. Questo è noto come "effetto fotovoltaico" e descrive la funzionalità generale della tecnologia del pannello solare.
La scienza della produzione di elettricità con pannelli solari si riduce a questo effetto fotovoltaico. Fu scoperto per la prima volta nel 1839 da Edmond Becquerel e può essere pensato come una proprietà di materiali specifici (noti come semiconduttori) che consente loro di creare una corrente elettrica quando sono esposti alla luce solare.
Il processo fotovoltaico funziona attraverso le seguenti ampie fasi:
1. La cella solare fotovoltaica in silicio assorbe la radiazione solare
2. Quando i raggi del sole interagiscono con la cellula di silicio, gli elettroni iniziano a muoversi, creando un flusso di corrente elettrica
3. I fili catturano e alimentano questa elettricità a corrente continua (DC) in un inverter solare da convertire in elettricità a corrente alternata (AC)
Una breve storia dell'energia solare
Nel 1954, Bell Labs sviluppò la prima cella fotovoltaica in silicio. Sebbene l'energia solare fosse stata precedentemente catturata e convertita in energia utilizzabile attraverso vari metodi, solo dopo il 1954 l'energia solare iniziò a diventare una fonte vitale di elettricità per alimentare i dispositivi per lunghi periodi di tempo. Le prime celle solari hanno convertito la radiazione solare in elettricità con un'efficienza del 4% - per riferimento, molti pannelli solari ampiamente disponibili oggi possono convertire la luce solare in energia solare con un'efficienza superiore al 20%, un numero costantemente in aumento.
Sebbene all'inizio l'adozione dell'energia solare sia stata lenta, una serie di incentivi e politiche statali e federali hanno contribuito a far scendere il costo dei pannelli solari abbastanza lontano da diventare più ampiamente adottati. A questo punto, l'energia solare rappresenta una capacità sufficiente per alimentare 11 milioni dei 126 milioni di famiglie del paese.
Il costo dell'energia solare
Parallelamente all'aumento dell'efficienza dei pannelli solari, il costo dell'energia solare è diminuito notevolmente. Solo nell'ultimo decennio, il costo di un impianto di pannelli solari è diminuito di oltre il 60% e molti esperti del settore prevedono che i prezzi continueranno a scendere negli anni a venire:
Inoltre, a seconda di dove vivi, diversi sconti o incentivi per l'energia solare possono contribuire a ridurre ulteriormente il costo dell'energia solare.
L'energia solare è una fonte di energia rinnovabile
L'energia solare è una fonte di energia pulita, economica e rinnovabile che è sfruttabile quasi ovunque nel mondo - qualsiasi punto in cui la luce solare colpisce la superficie della terra è un potenziale luogo per generare energia solare. E poiché l'energia solare proviene dal sole, rappresenta una fonte illimitata di energia. Le tecnologie per le energie rinnovabili generano elettricità da risorse infinite. Confrontate, ad esempio, la produzione di elettricità con risorse rinnovabili con i combustibili fossili. Ci sono voluti centinaia di migliaia di anni perché si formasse petrolio, gas e carbone, quindi ogni volta che una di queste risorse viene bruciata per creare elettricità, quella risorsa finita viene spostata marginalmente più vicino all'esaurimento. L'utilizzo di una risorsa rinnovabile - come l'energia eolica, solare e idroelettrica - per generare elettricità non esaurisca tale risorsa. Ci sarà sempre una luce solare costante che splende sulla superficie terrestre, e dopo aver trasformato la luce solare in elettricità, c'è ancora una quantità infinita di luce solare da trasformare in elettricità in futuro. Questo è ciò che rende l'energia solare, per sua natura, energia rinnovabile.
Energia solare + stoccaggio batterie, veicoli elettrici e altro ancora
La rapida proliferazione dell'energia solare a livello nazionale e globale ha anche portato a una crescita parallela in diverse aree adiacenti. In particolare, i sistemi di stoccaggio dell'energia e i veicoli elettrici sono due settori in bilico per esplodere insieme all'energia solare aumentando i benefici del solare.
Dato che i pannelli solari possono produrre energia solo quando il sole splende, lo stoccaggio di energia prodotta ma inutilizzata durante il giorno per l'uso in un secondo momento è diventato sempre più importante. Ad esempio, le batterie solari immagazzinano elettricità e possono essere a cui si può fare a parte durante i periodi di bassa produzione solare. Inoltre, le soluzioni di stoccaggio solare-plus funzionano per tutte le scale delle installazioni di pannelli solari e offrono molti vantaggi aggiuntivi, dall'affidabilità energetica alla resilienza della rete e all'energia a basso costo.
I veicoli elettrici sono un secondo prodotto pronto a cavalcare l'ondata di adozione dell'energia solare. Con costi di manutenzione inferiori, costi del carburante inferiori e un'impronta ambientale inferiore rispetto ai tradizionali veicoli a motore a combustione interna, i veicoli elettrici sono impostati per essere un pezzo importante dell'industria automobilistica per gli anni a venire. Con la crescente adozione di veicoli elettrici arriva anche un crescente bisogno di elettricità per far funzionare i veicoli, una vestibilità perfetta per l'energia solare. Gli impianti solari distribuiti forniscono energia economica e affidabile per i veicoli elettrici direttamente dal sole. In un mondo di maggiore elettrificazione in tutta la casa, l'energia solare è uno dei modi più economici, affidabili e puliti per alimentare il nostro futuro elettrificato.
