Oggi è la giornata internazionale del Sole.
IL Sole dista in media 150 milioni di Km e irradia circa 1,4 KW per metro quadrato, che rappresentano mezzo miliardesimo di tutta l’energia che irradia.
La radiazione solare si distribuisce come insieme di onde elettromagnetiche (come quelle del cellulare, ma di diversa intensità) su come si dice, una larga banda ovvero che metà sono radiazioni/onde visibili, l’altra metà ultravioletto e infrarosso
L’importanza del Sole la si comprende se solo si considera, che tutti i fenomeni fisici che si verificano nell’atmosfera e quelli biologici, che avvengono sulla superficie terrestre sono resi possibili da quella percentuale di energia solare, che arriva sulla Terra.
La quantità di 1,4 KW per metro quadrato rappresenta la quantità di energia che giungerebbe sulla Terra se non ci fosse l’involucro, che chiamiamo atmosfera.
Questa quantità viene impropriamente chiamata costante solare.
Facendo vari calcoli e, tenendo conto dell’involucro la quantità di energia incidente è pari a 345 watt per metro quadrato di superficie.
La Terra, a sua volta rinvia una certa quantità verso lo spazio di questa energia
L’atmosfera non si comporta come un involucro trasparente e quindi attenua la radiazione solare.
L’atmosfera opera azioni di assorbimento, diffusione e riflessione.
Possiamo dire che se consideriamo la radiazione solare visibile allora l’atmosfera è quasi trasparente, nel campo dell’ultravioletto la radiazione è assorbita dall’ozono, mentre nell’infrarosso è assorbita dall’anidride carbonica e dal vapore acqueo.
IL Sole attraversa un ciclo di attività che dura circa 11 anni e, ci stiamo avvicinando al suo massimo, questo anno.
IL Sole è composto da plasma, quarto stato della materia e, che genera dentro il Sole campi magnetici che si manifestano sulla superficie come macchie scure.
Queste macchie solari sono paragonabili, in termini di estensione, alle dimensioni della Terra e sono sedi di un intenso campo magnetico, circa 10mila volte più forte del campo magnetico terrestre.
Spesso i campi magnetici delle macchie solari vengono “interrotti” da eventi violenti, che provocano la nascita di tempeste magnetiche che prendono il nome di brillamenti (sono violentissime espulsioni di materia che sprigionano energia equivalente a milioni di bombe atomiche) o espulsioni coronali di massa (espulsione di materiale dalla corona solare).
Questi eventi generano radiazioni ad alta energia e, le più intense raggiungono la Terra e, possono causare gravissimi danni ai satelliti in orbita, alle reti di trasmissione e distribuzione elettriche e alle reti di telecomunicazione.
IL numero di macchie solari varia periodicamente ogni 11 anni, insieme alla intensità dell’attività solare raggiungono un massimo o picco.
Sembra che il massimo del 25 esimo ciclo solare, quello attuale si verificherà molto probabilmente entro settembre di questo anno.
La crisi climatica in atto e l’esigenza di decarbonizzare le attività inducono, a sviluppare le fonti energetiche rinnovabili.
Tra queste il fotovoltaico è una delle tecnologie più da sviluppare.
E’ possibile generare energia elettrica attraverso celle fotovoltaiche.
Le celle in commercio sono costituite da silicio, che è un semiconduttore ovvero assorbe la luce e converte in cariche elettriche.
L’efficienza di una cella al silicio, ovvero la percentuale di energia solare che ne investe la superficie trasformata in energia elettrica, è bassa e si colloca intorno al 20-22%.
Inoltre la durata dei pannelli è limitata e va incontro, a un decadimento naturale con un rendimento del 90% del valore nominale dopo dieci anni e dell’85% dopo 20.
Le energie rinnovabili poi sono intermittenti, basta pensare al sole o al vento, e dunque non sempre disponibili.
Questo rende necessaria una rete in grado di immagazzinare e trasferire l’energia prodotta localmente dove ce n’è più bisogno, diversamente da quanto accade nella rete elettrica odierna progettata ancora per distribuire energia e non per riceverne. La ricerca è impegnata nel rendere superabili o limitati questi vincoli.
ENEA presenta oggi a Roma, le risorse coinvolte nel progetto VIPERLAB sullo sviluppo di dispositivi fotovoltaici innovativi a perovskite e un laboratorio all’avanguardia per lo sviluppo di celle solari innovative e ad alta efficienza.
Altri centri di ricerca stanno sviluppando il fotovoltaico organico, ovvero celle a film sottile costituite da molecole il cui funzionamento si ispira al principio della fotosintesi clorofilliana.
Celle organiche a film sottile costituita da nanoparticelle di titanio biossido ricoperte da un colorante organico responsabile dell’assorbimento della luce, il fullerene, produce fotocorrente.
Infine un metodo chiamato Tunnel Oxide Passivated Contacts basato sull’inserimento sotto il silicio di uno strato sottile di ossido di silicio di spessore pari, a un nanometro (miliardesimo di metro).IL CEO di BlackRock si stupisce perchè l’Italia “non diventi il motore dell’energia solare. Su una ricerca dello Studio Ambrosetti leggiamo il paradosso italiano ” Italia uno dei paesi con la più bassa autonomia energetica in Europa (quintultima) , nonostante abbia un potenziale enorme inespresso”. Sarebbe possibile un incremento di 105 Gw (miliardi di watt) ovvero 3,5 volte la capacità attuale arrivando a 135 Gw !
Incredibile che la Campania abbia 1226 MW di potenza installata e la Lombardia 2933 MW, Piemonte 1900 MW, Emilia Romagna 2379, Veneto 2353 MW.
La regina resta la Puglia con 3015 MW !