Solare

Uno studio di John Blackburn, docente di economia della Duke University, ha accertato che la produzione di energia solare al giorno d’ oggi 200.010(2010) costa meno di quella nucleare. Il sorpasso è avvenuto da quando il solare costa meno di 16 centesimi di dollaro a kilowattora cioe’ 12,3 centesimi di euro/kWh. Per cui non ha piu’ senso parlare di centrali nucleari.

1) Il Sole

2) Tecnologia solare

3) Centrali solari

 

Il Sole

 

sole fonte inesauribile di energia

Il Sole e’ una stella di medie dimensioni composta dal 74% di Idrogeno e 24% di Elio, piu’ altri elementi.
La nostra stella sta’ attraversando quella che puo’ essere considerata la mezza eta’ della sua evoluzione, ogni giorno la trasformazione dell’ Idrogeno in Elio produce quantita’ inimmaginabili di energia che vengono irradiate nello spazio e raggiungono la terra.

L’ energia prodotta dal Sole ogni ora e’ equivalente a
2 milioni di miliardi di Watt , per fare un paragone tutta l’ energia prodotta sulla terra in un ora equivale a solo circa 15.000 miliardi di Watt, in Italia a solo 36 miliardi di watt.

Sulla superfice terrestre a causa dell’ atmosfera arrivano mediamente solo 1367 watt per metro quadro.
Con le piu’ moderne tecnologie e nuovi sistemi di immagazzinamento si potrebbe costruire, ad esempio nel deserto del Sahara, una centrale solare di circa 1.860 km quadrati (vedi foto sotto) che fornirebbe l’ erergia sufficente a tutta l’italia, un quadrato di 800 km di lato fornirebbe energia a tutta la Terra .
Oppure per comodita’ si potrebbero costruire tante centrali in tutti i continenti per risolvere eventuali problemi politici e di trasporto dell’ energia, basterebbe una grande centrale in Sicilia per fornire tutta l’ energia che serve all’ Italia e costerebbe meno delle centrali nucleari.

 

Tecnologia solare

in cima La prima cella solare venne inventata nel 1877 da W.G. Adams e R.E. Day ed usava come componente per la conversione di energia il Selenio solido. Nel 1883Charles Fritz (inventore statunitense) creo’ una cella fotovoltaica che aveva le dimensioni di circa 30 centimetri quadrati, composta di selenio aveva un rapporto di conversione del 1-2%, cioe’ per ogni 1000 watt ricevuti di energia solare ne forniva 10 massimo 20.
Nel 1930 B. Lang utilizzò invece il rame e ossido di rame per creare un nuovo tipo di cella solare.

Nel 1954 i Bell Laboratories (Stati Uniti) utilizzano una cella di silicio con efficenza del 4.5 %.

Nel 1957 la Hoffman Electronics raggiunse una efficenza dell’ 8% e nel 1960 arrivò al 14 %.

Nel 1985 il Martin Green Team dell’Università of New South Wales (Australia) con celle di silicio supera il 20 % di efficienza.

Nel 1994 il National Renewable Energy Laboratory’s (Stati Uniti)supera il 30% di efficienza, cioe’ per 1000 watt di irraggiamento solare se ne ottengono 300 di energia.
Nel 2000 vengono generati tramite energia solare in tutto il mondo circa 1000 MegaWatt.
Nel 2005 l’Università del Delaware porta l’ efficenza delle celle solari in silicio al 42,8%.

Nel 2008 il Massachusetts Institute of Technology (MIT) (Stati Uniti) riesce a portare il fattore di conversione al 50%, 500 watt per ogni 1000 watt ricevuti dal sole (poco meno di un metro quadrato).

Per la fabbricazione delle celle solari convenzionali sono necessari processi molto costosi, bisogna utilizzare del silicio altamente purificato e le celle che vanno poi ha comporre i pannelli solari sono molto delicate. Per questo motivo si stanno studiando sempre nuove soluzioni per ridurre i costi di costruzione e rendere le celle solari ampiamente usabili su tutte le superfici. Un’ altro grosso problema dell’ energia solare prodotta dalle celle solari e’ l’ immagazzinamento per l’ uso notturno o in caso di alta nuvolosita’.

Nocera e Matthew Kanan (ricercatori del MIT) hanno inventato un processo che utilizzera’ l’ energia solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno e immagazzinarla all’interno di una cella a combustibile. In questo modo l’ energia poi sara’ disponibile ad essere riutilizzata quando meglio serve.

Altre Tecnologie: 1) Alcuni ricercatori dell’ Istituto Tecnologico del New Jersey hanno sviluppato una cella fotovoltaica composta da nanotubi di carbonio, oltre ad essere economica e’ facile da usare, potrebbe essere stampata o disegnata su panelli di varie materie (anche flessibili).

2) Alcuni ricercatori del Leiden Institute of Chemistry, del Groningen Biomolecular Sciences, del Biotechnology Institute e del Max Planck Institute hanno svolto un interessante studio su alcuni batteri verdi che contengono strutture chiamate “clorosomi”. Questi batteri che vivonoin ambienti naturali estremi e con scarsa quantità di luce hanno la capacita’ di convertire l’ energia solare inchimica con estrema efficenza.

3) Il ricercatore di origine tedesca Michael Grätzel ha sviluppato un nuovo tipo di celle solari a basso costo al Politecnico federale di Losanna. Le celle solari a film sottile e a tinta sensibilizzata (DSC). Fin dalla sua concezione, la tintura solare DSC ha eccitato i fans dell’energia solare grazie alle sue caratteristiche in grado di sopportare alte temperature, funzionando in qualsiasi condizione anche di scarsa illuminazione. Purtroppo per adesso questa tecnologia ha una bassa capacita’ di conversione.

4) Alcuni ricercatori dell’Università dello Utah hanno inventato una nuova efficiente e resistente cella solare utilizzando al posto del silicio il germanio. Con questo metodo si abbassarebbero i costi di produzione, gli scarti e la fragilita’, inoltre si prevede che grazie al Germanio si potranno costruire celle con un efficenzia maggiore del 50%.

5) A Shotton nel Galles del Nord un laboratorio della dalla PhotonInside sta’ sviluppando una nuova tecnologia solare che prende spunto proprio dalla fotosintesi delle piante, si tratta della “vernice solare”. La copertura con dei fogli di acciaio verniciati potrebbe generare una considerevole quantità di energia elettrica dal solare, le possibilita’ di applicazione a livello industriale e civile sono notevoli.
Le celle fotovoltaiche sciolte nella vernice hanno il vantaggio di assorbire l’intero spettro della luce visibile, il che le rende più efficienti rispetto alle celle fotovoltaiche di silicio.
Con una spesa di circa 60.000 euro di potrebbero verniciare circa 300 metri quadri di terrazzo o facciata esposti al sole, che produrrebbero l’ energia necessaria al fabbisogno di 6 famiglie per sempre o quasi.

6) In Italia e’ stato presentato il brevetto da parte della Esco Energy del Gel fotovoltaico. Iniettato nei doppi vetri delle finestre, cattura l’energia solare trasformandola in elettrica e riversandola in un normale accumulatore, l’ installazione di 25 metri quadri di questo impianto permetterebbe un notevole risparmio energetico. Il gel e’ perfettamente trasparente ed isolante per cui non ci sarebbe nessun inconveniente per la visuale.

Un’ azienda statunitense ha inventato il pannello solare stradale da applicare al posto dell’ asfalto. Con questa nuova tecnologia in pratica ogni km di strada produrebbe abbastanza energia per il fabbisogno di 300 famiglie. Se venissero sostituiti i miglioni di km di autostrade e strade del mondo con questo nuovo materiale avremmo energia elettrica pulita in enorme quantita’.
L’ azienda si chiama Solar Roadways.
Per di piu’ l’ energia sarebbe decentrata cioe’ si potrebbe prelevare in qualunque punto per cui niente problemi di interruzioni in caso di frane, terremoti od altre calamita’.
Inoltre i pannelli sono molto flessibili, molto resistenti ed in grado di trasmettere visivamente messaggi e segnaletica stradale, per cui non ci sarebbero piu’ problemi di dover ridipingere le strade per nuove segnaletiche.

La EnSol una compagnia Norvegese, ha annunciato che entro il 2016 metterà in commercio una pellicola solare spruzzabile che potrà essere usata per dipingere qualsiasi superficie.

La New Energy Technologies ha prodotto una vernice fotoreattiva – la SolarWindow – che può essere applicata ai vetri di una finestra con un rendimento di 300 volte superiore a quello di un “pannello” tradizionale.

La Lawrence Berkeley National Laboratory e l’ Università della California hanno messo a punto una nuova tecnologia a base di Nano-Pilastri in grado di assorbire il 99% di luce visibile incidente. Questo vuol dire che in futuro un pannello solare costruito con questi materiali sara’ in grado di generare una energia equivalente a piu’ del 90% di quella che riceve dal Sole.

Steven Novack, dell’Idaho National Laboratory dipartimento americano dell’Energia ha scoperto un nuovo tipo di pannelli solari, con un sistema di microantenne della lunghezza d’onda degli infrarossi si puo’ raccogliere l’84% dei fotoni riemessi dal terreno la notte. Per cui a questo punto di giorno dei normali pannelli solari acquisirebbero l’ energia del sole e di notte altri pannelli assorbirebbero quella riemessa dal terreno. A questo punto si potrebbe sfruttare l’ energia solare 24 ore al giorno senza problemi. Stacey Bent, ingegnere chimico della Stanford University insieme ad alcuni colleghi, ha iniziato ha sviluppare una tecnologia che permette di integrare nelle celle solari delle piccole particelle di materiale semiconduttore.
Questo tipo di celle oltre ad essere meno costose da produrre ed con l’ utilizzo di particolari molecole organiche possono arrivare al triplo di efficenza energetica.
cella solare con molecole organiche

Un gruppo di scienziati della Stanford University e’ riuscito a realizzare celle solari piu’ sottili ed efficienti grazie ad una nuova tecnologia chiamata plasmonica. Una nanostruttura a nido d’ ape che cattura i fotoni di luce in maniera piu’ efficente e provoca al suo interno il fenomeno delle onde plasmoniche.

tecnologia plasmonica

Anche con le attuali e collaudatissime tecnologie odierne e’ possibile ricoprire intere superfici di pannelli solari e ricavarne energia sufficente hai nostri bisogni. Se il solare fosse incentivato e la vendita dei pannelli fosse piu’ diffusa, molto provabilmente i prezzi sarebbero alla portata di tutti.

 

Centrali solari

in cima Una centrale solare utilizza il sole per produrre energia elettrica. Esistono attualmente due tipo di centrale solare quella fotovoltaica (pannelli solari) e quella termica con specchi solari.


Centrale Solare Termodinamica a specchi, gli specchi concentrano la luce del sole sul serbatoio posto in cima alla torre, questa fa’ riscaldare il liquido all’ interno che mette in moto una turbina la quale genera energia elettrica.


Centrale Solare Fotovoltaica con pannelli solari, i pannelli convertono direttamente l’ energia del sole e la trasformano in energia elettrica.
Sembrera’ strano ma le maggiori centrali solari al mondo sono in Spagna, Portogallo, Germania, Stati Uniti e Australia mentre l’ Italia che potrebbe sfruttare questa enorme risorsa non la utilizza, se non in qualche piccolo esperimento.


Il premio nobel Carlo Rubbia nel 2004 durante una conferenza sul Solare Termodinamico ha detto le seguenti parole: “Basta un quadrato di tre chilometri di lato, la lunghezza di una pista di aeroporto, per ottenere la stessa energia di una centrale nucleare.” Ovviamente in Italia nessuno lo ha ascoltato dato che si prevede di costruire dannosissime centrali nucleari.


Per realizzare il suo progetto il premio nobel Rubbia si e’ dovuto trasferire in Spagna, dove ha realizzato una delle piu’ grandi centrali solari termodinamiche che con un ulteriore ampiamento rendera’ la citta’ di Siviglia completamente alimentata ad energia solare entro il 2012.


Anche il Vaticano costruirà una delle piu’ grandi centrali ad energia solari di Europa in un’area di 740 ettari vicina al villaggio medievale di Santa Maria di Galeria (dove ci sono anche le famigerate antenne di radio vaticana, e’ stato misurato un tasso di leucemie nei bambini maggiore di 3,5 volte rispetto a Roma).
Al costo di 510 milioni di euro finanziato dai fedeli (8*1000 ecc.), il progetto sarà anche uno dei più cari mai attuati. La centrale solare entrerà in funzione nel 2014, produrra’ circa 100 megawatt di potenza che verra’ poi rivenduta in buona parte all’ Italia.


Sorgerà nel deserto dell’Australia, la centrale a energia solare termodinamica più grande del mondo. La centrale solare termica dovrebbe generare 250 megawatt di elettricità. La centrale sara’ costituita da giganteschi specchi in uno spazio di due chilometri per tre. L’ energia podrotta in eccesso potra’ essere immagazzinata, conservando il calore in sale fuso.


Negli Emirati Arabi sara’ costruita una delle centrali piu’ grandi al mondo. Con un’ estensione dei pannelli di 2,5 km quadrati, sara’ in grado di generare 140 Megawatt di energia. La centrale sara’ situata al sud del Cairo, l’ Egitto cosi’ entro il 2020 avra’ raggiunto il 20% di energia creata da fonti rinnovabili. (Intanto l’ Italia pensa al Nucleare)


Nel 2010 a
Priolo vicino a Siracusa in Sicilia e’ stata costruita la prima centrale italiana solare termodinamica. Un impianto della capacità di circa 5 MW di potenza. La sua realizzazione e’ stata resa possibile grazie all’ esperienza del premio Nobel Carlo Rubbia.
La centrale usa lunghe file di specchi a parabola per concentrare il calore del sole su un tubo dove invece dell’ olio (come in altre centrali) vengono usati degli speciali sali fusi, questi sali raggiungendo temperature di 550 gradi alimentano le turbine per la produzione di elettricità permettendo all’impianto di restare in funzione anche nelle ore buie o in caso di tempo nuvoloso.
In Sicilia potrebbero essere costruite con lo stesso metodo centinaia di centrali simili fornendo posti di lavoro per miliaia di persone, ma a qualcuno piace di piu’ il nucleare.

centrale solare in California nel deserto di Mojave
In California nel deserto del Mojave e’ entrata in funzione l’Ivanpah Solar Electric Generating System.
E’ formata da 173.500 specchi parabolici doppi.
La centrale e’ stata realizzato con la collaborazione di Google.
Genera la notevole quantita’ di 392 megawatt.


Nel deserto del Mojave in California, vicino al confine con l’Arizona, sta’ per essere realizzato il Blythe Solar Power Project. Una centrale solare da 6 miliardi di dollari per 1000 megawat di potenza. Il progetto sara’ sviluppato dal gruppo tedesco Solar Millennium (mentre l’ Italia pensa al nucleare). Sempre in California e’ stato dato il via ad altri 6 progetti per un totale di 3000 megawatt di energia solare, in oltre una volta costruite forniranno posti di lavoro fissi per piu’ di 2.000 lavoratori.

pannelli su autostrada
Il Progetto Serpente solare prevede il posizionamento di 600 mila pannelli solari al di sopra di 24 km della autostrada Santamonica (Los Angeles). Il progetto di un architetto svedese produrra’ circa 150 giga watt di energia all’ anno, il costo previsto per la costruzione e’ di 350 milioni di euro.
porgetto desertec
Il progetto DESERTEC prevede la costruzione di gigantesce centrali solari nel deserto del Sahara in nord Africa.
Il costo previsto si aggira sui 400 miliardi di euro, ma l’ energia fornita servirebbe oltre che hai paesi nordafricani anche ha soddisfare piu’ del 15% di tutta l’ energia necessaria all’ Europa.

La Solar Wind Downdraft Tower funzionera’ 24 ore al giorno per 365 giorni l’ anno. Verra’ realizzata nel Sud Ovest dell’ Arizona.
La Torre potra’ generare fino a 2,5 GWh grazie alla convezione dell’ aria discendente, raffreddata dall’ acqua, che
fara’ girare le turbine.
Il termine dei lavori e’ previsto per il 2018.

torre solare

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