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Energia solare

L'energia solare è il flusso di energia irraggiata dal Sole verso la Terra. Complessivamente il nostro pianeta è investito da 174 petawatts (10 15 watt) di radiazioni solari nell'alta atmosfera. Tuttavia, soltanto una parte dei raggi solari giunge al suolo. Una parte delle radiazioni elettromagnetiche è riflessa dall'atmosfera e dal campo magnetico terrestre. Un'altra parte delle radiazioni, invece, è assorbita dall'atmosfera terrestre.

Per nostra fortuna una parte dei raggi solari è deviata, riflessa o assorbita dall'atmosfera terrestre. Se tutte le radiazioni giungessero al suolo, non ci sarebbe la vita sul nostro pianeta.

il flusso di energia solare è continuo

Circa il 35% delle radiazioni solari sono riflesse dall'atmosfera, dalle nuvole e dalla superficie terrestre. Questo flusso è detto radiazione riflessa.

Un altro 14% del flusso di energia solare è assorbito dai gas presenti nell'atmosfera terrestre. Si parla in questo caos di radiazione assorbita.

Alcuni gas presenti nell'atmosfera, come l'ozono, svolgono anche un'importante funzione di filtro perché non lasciano passare le radiazioni ultraviolette più potenti e nocive.

radiazioni solari

Oltre a ridurre la quantità della radiazione solare che giunge al suolo, l'atmosfera terrestre devia il 20% dei raggi solari in più direzioni tramite il fenomeno della diffusione della luce. Pertanto, l'atmosfera altera anche la qualità e lo spettro elettromagnetico delle radiazioni solari (ecoage.it). Non solo la quantità.

La Terra è un sistema dinamico aperto. L'energia assorbita dalla Terra (51%) o dall'atmosfera terrestre (14%) viene restituita come radiazione reirradiata verso lo spazio esterno. In particolar modo, sotto forma di calore ( raggi infrarossi ).

la radiazione reirradiata dalla Terra

Considerando il flusso in entrata e in uscita, il bilancio energetico del nostro pianeta è in costante equilibrio.

Energia solare e la vita

Il flusso di energia solare che investe la Terra svolge un ruolo essenziale per l'equilibrio della biosfera e degli ecosistemi. In particolar modo, alimenta il processo della fotosintesi clorofilliana che consente alle piante verdi di trasformare l'energia luminosa proveniente dal Sole per generare materia organica vivente. A sua volta, la nascita della vegetazione è alla base della catena alimentare. Inoltre, su ecoage abbiamo già visto che la decomposizione delle piante e degli animali contribuisce ad arricchire il terreno con gli elementi chimici indispensabili alla crescita delle nuove piante. Tutto questo non sarebbe possibile senza l'energia solare e non ci sarebbe la vita.

Le applicazioni dell'energia solare

L'energia solare può essere trasformata in energia utile ( lavoro ) tramite la tecnica e la tecnologia.

Ogni istante l'alta atmosfera terrestre è esposta ai raggi solari per 1367 watt / m². Alle latitudini europee l'irraggiamento solare è in media 200 watt/m² (ecoage.it). Se moltiplichiamo ogni metro quadro disponibile dell'atmosfera, otteniamo una potenza complessiva di 50 milioni di Gw. Si tratta di una quantità di energia enorme, pari a diecimila volte il fabbisogno umano di energia.

Le principali tecnologie per trasformare l'energia solare in energia utile sono le seguenti:

  • Pannelli solari
    Sono sistemi in grado di convertire i raggi solari in energia termica per riscaldare l'acqua sanitaria o per il riscaldamento degli ambienti interni. Sono anche detti collettori solari o pannelli solari termici.
  • Pannelli solari a concentrazione
    Sono dispositivi che riflettono e concentrano i raggi solari in un unico punto focale tramite un sistema di specchi parabolici. Il calore generato nel punto focale innalza la temperatura fino a 600°C. Questo calore può essere utilizzato per generare forza vapore e quindi energia termica o elettrica.
  • Pannelli solari fotovoltaici
    Questi pannelli si basano sulla proprietà fotovoltaica di alcuni materiali semiconduttori di convertire direttamente l'energia luminosa in energia elettrica.

Tuttavia, non è facile da convertire l'energia solare in energia utile perché il flusso di energia è poco concentrato. Inoltre, come altre energie rinnovabili, anche l'energia solare è una fonte di energia intermittente.


https://www.ecoage.it/energia_solare.htm







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