L’energia solare è una fonte di energia rinnovabile che sfrutta i raggi del sole, ovvero una fonte di calore inesauribile. Al contrario delle energie non rinnovabili, che sfruttano fonti di energie finite, permette un approccio ecosostenibile allo sviluppo. Nel senso che non va a depauperare il nostro pianeta delle sue risorse.
Al momento la possibilità di sfruttamento dell’energia solare non è ancora ottimale e la costruzione dei pannelli solari presenta delle criticità non trascurabili per la salvaguardia dell’ambiente. In questa guida vediamo nel dettaglio come funziona l’energia solare e lo stato dei lavori e della ricerca.
In questa utile guida scopriamo come funziona l’energia solare, quali tipi di energia solare esistono, quali sono per l’energia solare vantaggi e svantaggi, come funzionano i pannelli fotovoltaici e i dispositivi termici.
L’avv. Ezio Bonanni, Presidente di ONA – Osservatorio Nazionale Amianto promuove le energie rinnovabili e la transizione energetica (guarda la puntata di ONA TV sull’ambiente, dedicata in particolare alla transizione ecologica). Nella decennale attività nella lotta all’amianto e nella tutela legale degli esposti ad agenti patogeni sui luoghi di lavoro, è consapevole infatti dell’inscindibilità del binomio salute e ambiente. Senza la salvaguardia ambientale non è possibile una tutela efficace della salute, diritto fondamentale di tutti gli uomini.
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La definizione di energia solare è univoca. Si tratta dell’energia sprigionata dal Sole e trasmessa sulla Terra sotto forma di radiazione solare (luce e calore) che viene sfruttata per produrre energia a scopi antropici.
L’energia solare è considerata fonte di energia primaria. Senza di essa infatti non esisterebbe nessuna altra forma di energia, compresi i combustibili fossili. L’energia solare permette infatti la vita sulla terra grazie alle piante (leggi tutto sulla flora) che sono in grado di sfruttarla attraverso cellule specializzate, per trasformarla negli zuccheri di cui hanno bisogno per vivere.
Gli altri esseri viventi, cibandosi di vegetali o di animali che se ne sono cibati a loro volta, riescono a trarre l’energia per il sostentamento e per la vita (leggi tutto sulla fauna).
Come già detto, l’energia del sole è un’energia rinnovabile illimitata. Sfruttando la luce del Sole infatti non si influisce sulla quantità di energia prodotta dal nostro astro. L’energia del Sole viene convertita in energia elettrica attraverso i pannelli solari o fotovoltaici e dispositivi termici.
La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l’energia usata dall’umanità nel suo complesso. L’energia prodotta dal sole essere utilizzata per generare elettricità (energia solare fotovoltaica) o per generare calore (solare termico).
L’utilizzo energia solare è fondamentale per compiere una transizione ecologica ed energetica. Fondamentale però è la ricerca, per migliorare la resa dei pannelli solari o fotovoltaici e per migliorare le capacità di immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta con il Sole.
In ogni momento il Sole trasmette sull’orbita terrestre un’energia sotto forma di radiazione solare di 1367 Watt per m². L’irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee, di circa 1000 watt/m2.
Ciò significa che la quantità di energia irradiata dal Sole sulla Terra è enorme e potrebbe coprire il fabbisogno di energia mondiale.
Uno dei vantaggi dei pannelli fotovoltaici è che la luce viene convertita direttamente in energia elettrica. Tale conversione avviene in modo pulito ovvero senza il rilascio di CO2 nell’ambiente e di polveri sottili.
Gli impianti fotovoltaici sono affidabili in quanto non prevedono nessuna parte meccanica in movimento. Le celle dei moduli fotovoltaici sono costituite per la maggior parte da silicio, uno dei materiali maggiormente presenti sulla Terra.
Il solare fotovoltaico permette di trasformare l’energia del Sole in energia elettrica in modo diretto e istantaneo senza usare combustibili. Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da pannelli solari che prendono la luce del sole e la trasformano in energia elettrica.
Possono essere isolati dalla rete elettrica oppure possono essere collegati alla rete elettrica.
Per collegarli, è necessario trasformare la corrente continua per mezzo dei coddetti inverter.
Nell’impianto è anche presente un’apparecchiatura (di solito all’interno dell’inverter) che serve a controllare che non ci siano anomalie di funzionamento e che permette il collegamento dell’impianto alla rete elettrica locale.
Se l’impianto è collegato alla rete elettrica locale i surplus di energia non utilizzati dall’edificio vengono nella rete elettrica e utilizzati da altri utenti e restituiti ai produttori sotto forma di denaro.
È importante indagare vantaggi e svantaggi energia solare. L’energia solare è un’energia a basso impatto ambientale, senza l’uso di combustibili fossili che immettono nell’atmosfera sostanze nocive che causano inquinamento, effetto serra e cambiamenti climatici.
Almeno fino a quando il Sole non si spegnerà, possiamo utilizzare l’energia che arriva sul nostro pianeta senza limiti di sorta. Questo determina non solo una potenziale capacità energetica illimitata, ma la crescita in un contesto di sviluppo sostenibile. Le energie rinnovabili permettono infatti di lasciare alle generazioni future la stessa quantità di risorse di cui hanno goduto quelle presenti senza un grave impatto sull’ambiente.
Il costo degli impianti fotovoltaici è basso se paragonato a quello di altri sistemi di approvviggionamento energetico. Il ritorno dell’investimento iniziale infatti è garantito nel giro di 5, 10 anni, trascorsi i quali si potrò usufruire di un bel taglio dei costi in bolletta.
Tra i vantaggi energia solare si aggiunge anche il fatto che gli impianti solari sono facilmente smantellabili. Il riutilizzo delle componenti dei pannelli fotovoltaici è garantito fino al 95% con bassissime conseguenze di impatto ambientale.
Come già accennato però, oltre ai vantaggi anche lo sfruttamento energia solare presenta degli svantaggi. Purtroppo al momento i rendimenti degli impianti fotovoltaici e termici sono ancora bassi. Si riesce a convertire in energia elettrica o calore circa un terzo dell’energia che si potrebbe teoricamente produrre. Le celle di prima generazione che sono le più comuni, hanno rendimenti intorno al 33%, mentre ad esempio una turbina eolica può avere rendimento tra il 40 e il 50%.
In aggiunta, tra gli altri svantaggi energia solare, l’area di installazione deve essere piuttosto ampia, avendo la luce solare una bassa concentrazione. Oltre a causare un certo impatto paesaggistico, gli impianti potrebbero togliere terreno utile ad altri scopi, come per esempio l’agricoltura. Di recente si sta optando per la costruzione di impianti solari in zone periferiche e su terreni che non potrebbero essere usati per altri scopi. Questo è il caso degli impianti costruiti alle porte del deserto, su terreni inutilizzabili dall’uomo e ad alta densità di raggi solari.
Gli impianti solari di grandi dimensioni influenzano le falde acquifere nella misura in cui creano una superficie impermeabile sulla quale la pioggia non ha modo di defluire come farebbe in un ambiente naturale o in una foresta.
Per ovviare a questi svantaggi è necessaria una pianificazione a livello nazionale. Essa deve semplificare le pratiche burocratiche e designare delle aree adatte agli impianti fotovoltaici, favorendo per le aree agricole la convivenza tra agricoltura e energia solare lungo i filari di pannelli appositamente progettati.
Inoltre l’energia solare è caratterizzata da una discontinuità della risorsa e dalla conseguente incapacità di grandi accumuli. Le batterie di accumulo e sviluppo energia solare non sono al momento in grado di garantire una copertura energetica abbastanza grande da risolvere il problema della presenza intermittente del sole.
Le previsioni metereologiche sono fondamentali in questo momento per stimare l’energia che è possibile produrre in base al meteo e al calore dei raggi solari. Permetotno infatti di fare una stima e regolare le varie tipologie di energia da utilizzare per garantire il fabbisogno.
Un discorso a parte merita l’impatto ambientale causato dalla produzione dei pannelli fotovoltaici. Se è vero che la produzione di energia solare è pulita e a bassissimo impatto ambientale cosa si può dire della produzione dei componenti degli impianti stessi?
La vita dei pannelli fotovoltaici è abbastanza lunga e si attesta sui 25 anni circa, ovvero molto più lunga di quasi tutti i beni di consumo. I pannelli sono riciclabili anche se, essendo composti da diversi elementi, richiedono un trattamento speciale. Esso ha dei costi sia in termini economici che di impatto ambientale, ovvero di energia utilizzata per il riuso.
Nel processo produttivo sono utilizzate sostanze tossiche ed esplosive che richiedono la presenza di sistemi di sicurezza per la tutela dei lavoratori e dell’ambiente.
A seconda del tipo di pannello prodotto cambiano però i rischi. Per esempio la produzione del pannello solare cristallino implica la lavorazione di sostanze chimiche come il triclorosilano, il fosforo ossicloridrico e l’acido cloridrico. Nella produzione del pannello amorfo troviamo il silano, la fosfina e il diborano.
In altre produzioni di pannelli fotovoltaici vengono usati invece il seleniuro di idrogeno e il cadmio, ad elevata tossicità e forte impatto sulla salute.
La Cina è il più grande produttore mondiale di pannelli fotovoltaici. Dal 2011, in seguito alla pubblicazione di un reportage del Washington Post che rivelava che il pericolosissimo tetracloruro di silicio, anziché essere stoccato e ritrattato, veniva direttamente pompato nei terreni agricoli intorno all’impianto qualcosa è cambiato.
Le aziende cinesi oggi sono costrette a ritrattare almeno il 98,5% dei sottoprodotti, ma non è chiaro quanto il rispetto delle regole venga posto sotto controllo. Non è chiaro quindi quanto, oltre alla produzione di gas serra comparabile a quella di un qualsiasi impianto industriale, influiscano su inquinamento del suolo e inquinamento idrico.
La ricerca sull’energia solare si sta orientando verso nuovi materiali e tecnologie a più basso impatto ambientale e verso un ‘ndustria a ciclo chiuso che si occupi di manutenzione e riutilizzo dei pannelli, anziché di produzione. Ma c’è ancora molta strada da fare perché il fotovoltaico diventi un’energia davvero pulita.
Per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra entro il 2030 sono necessari 43 Gigawatt (GW) di nuove installazioni fotovoltaiche. La nuova potenza richiede circa 56 mila ettari di superficie. Il 30% potrebbe andare sui tetti mentre il resto (circa 39 mila ettari) andrebbe sui terreni agricoli così suddivisi:
-un terzo della superficie agricola che ogni anno non viene più coltivata passando a uno stato di abbandono;
-0,9% della superficie agricola persa totale;
-0,24% della superficie agricola totale.
Gli enti chiamati a dare il nulla aosta per la costruzione di impianti fotovoltaici in Italia sono ancora tanti, senza cnsiderare il vincolo paesaggistico imposto sui tetti dei centri storici.
L’Italia a livello di condizioni climatiche è un paese estremamente adatto allo sviluppo dell’energia solare. Essa ptrebbe andare a coprire addirittura il 95% del fabbisogno energetico totale.
Il trend di crescita del fotovoltaico in Italia è positivo, anche se non abbastanza positivo per rispettare gli obiettivi stabiliti per il 2030. Nei primi sei mesi del 2022 abbiamo prodotto 1.012 Megawatt di potenza, più del doppio rispetto allo stesso periodo del 2021 (406 Mw). La potenza cumulata complessiva arriva a 23.577 Mw con 1.087.190 impianti installati su tutto il territorio italiano. Questo secondo i dati resi publbici dall’associazione Italia Solare, sulla base di dati resi di Terna.
Anche per quanto riguarda i sistemi di accumulo mediante batterie l’andamento è positivo. Da gennaio a giugno ne è stato installato un terzo in più rispetto a tutto il 2021. Nonostante ciò siamo in ritardo rispetto alle previsioni di sviluppo legate agli obiettivi che si è data l’Italia.
Prendendo in considerazione solo i dati del 2022, Lombardia (157 Mw), Lazio (147 Mw) e Sardegna (103 Mw) si sono dimostrate le regioni con la maggior nuova potenza fotovoltaica.
L’ONA – Osservatorio Nazionale Amianto e l’Avv. Ezio Bonanni combattono quotidianamente contro l’amianto e altri cancerogeni. Consapevoli che non esiste tutela della salute senza salvaguardia dell’ambiente sono a favore della trasizione ecologica e delle energie rinnovabili.
Offrono assistenza legale, assistenza medica e psicologica e consulenza gratuita in caso di malattie causate professionali causate dall’esposizione a cancerogeni, tra cui pesticidi e altre forme di inquinamento.
È possibile richiedere maggiori informazioni e la consulenza gratuita chiamando il numero verde o compilando il form.