Esplorazione delle fonti di energia solare e dei loro impianti

La principale fonte di energia sulla Terra è il Sole.

L'energia solare è l'energia associata ai raggi solari e rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra.

Infatti, da questa energia derivano, più o meno direttamente, quasi tutte le altre fonti energetiche disponibili all'uomo (eccetto l'energia nucleare, l'energia geotermica e l'energia delle maree).

Tuttavia, può essere utilizzata direttamente per produrre calore o energia elettrica con varie tipologie di impianto.

Caratteristiche dell'energia solare

È una fonte rinnovabile, inesauribile, gratuita e distribuita su tutto il globo (seppur non equamente);


Non inquina;


È anche adatta per usi di tipo domestico (es. fotovoltaico o pannelli solari sui tetti delle case).

È una fonte discontinua: sparisce di notte è quando il cielo è coperto;


Le centrali solari sono ancora costose;


Per produrre abbastanza elettricità bisogna ricoprire vaste aree di pannelli solari o fotovoltaici.

Tipologie di impianti solari

Vi sono 3 tipi di impianti o modalità utilizzati per trasformare l’energia solare in energia sfruttabile:

Sistemi a bassa temperatura;


Sistemi ad alta temperatura;


Conversione fotovoltaica.

I sistemi a bassa temperatura sono quelli ai quali si fa ricorso più frequentemente per la produzione di acqua calda e per il riscaldamento degli edifici.

Questi impianti utilizzano i A loro volta sono suddivisi in:

Pannelli solari termici piani (o collettori piani);


Pannelli solari termici sottovuoto.

Il Quindi, questi sistemi non trasformano l’energia solare in energia elettrica, ma la trasformano in La differenza tra i due tipi di pannello è che quello sottovuoto garantisce più energia anche in condizioni di basso irraggiamento o basse temperature esterne.

I sistemi ad alta temperatura sono principalmente impianti di grandi dimensioni, contrariamente a quelli a bassa temperatura, che sono molto versatili per l’uso domestico.

Questi impianti utilizzano i Vi sono due tecnologie in questo ambito:

Sistemi a torre;


Collettori parabolici lineari.

In entrambi i casi, i pannelli concentratori ottengono oltre a Questi sistemi trasformano l’energia solare in

Conversione fotovoltaica

La conversione fotovoltaica sfrutta i pannelli fotovoltaici, costituiti da celle fotovoltaiche (o pile solari).

In questo caso l’energia solare è convertita direttamente inLe dimensioni di questi impianti possono essere varie, dalle due paia di pannelli fotovoltaici sul tetto di casa alle vaste distese «fotovoltaiche».

In questa sezione approfondiremo il collettore piano per i sistemi a bassa temperatura, i sistemi a torre (e un cenno sui collettori parabolici) per quelli ad alta temperatura e i pannelli fotovoltaici per la conversione fotovoltaica.

Componenti del collettore piano

Questo pannello è costituito da:

Vetro d'isolamento, impedisce alle radiazioni riflesse di disperdersi all’esterno, che, come l’effetto serra, sono catturate e mantenute all’interno del pannello;


Assorbitore, assorbe le radiazioni;


Serpentina (tubi di circolazione),trasporta l’acqua che viene riscaldata. Ai capi del pannello v’è un’entrata per l’acqua fredda e un’uscita per l’acqua calda, riscaldata;


Strato isolante, rende minima la dispersione di calore.

Funzionamento del sistema solare termico

Un sistema solare termico normalmente è composto da un pannello che riceve l'energia solare e da uno scambiatore dove circola l’acqua che trasferisce l’energia al serbatoio, che è utilizzato per immagazzinare l'energia accumulata.

Il sistema può avere due tipi di circolazione, naturale o forzata (che si serve di una pompa elettrica).

Il pannello può essere anche dotato di un accumulo che solitamente è posto sovrastante al collettore o nelle immediate vicinanze.

Altrimenti, l’accumulo è integrato nell’impianto termico (solitamente nella caldaia).

Struttura della torre solare

La torre solare (sistema a torre) è costituita da:

Pannelli solari a concentrazione, pannelli che, ruotando e si inclinandosi a seconda della posizione del Sole, convogliano i raggi solari sul ricevitore;


Ricevitore, è posto sulla sommità della torre solare e all’interno vi circola il fluido termovettore (un liquido capace di trasportare calore) che in questo caso è un nitrato di sodio e potassio. Questo fluido si scalda e torna a terra;


Serbatoi d’accumulo dei sali freddi,contiene il fluido che deve essere mandato alla torre , mantenuto a 290 °C;


Serbatoi d’accumulo dei sali caldi, contiene il fluido che è stato riscaldato , la cui temperatura ora è di 565 °C;


Generatore di vapore, dove il fluido, caldo, viene trasformato in vapore;


Turbina, viene fatta girare dal vapore spinto su quest'ultima. Questa turbina è collegata ad un alternatore, che manda poi la corrente alternata ad un trasformatore che innalza la tensione e che immette la corrente nella rete elettrica;


Torre di raffreddamento, dove infine il vapore è riconvertito in liquido.

Collettori parabolici lineari

Nei collettori parabolici lineari il processo e i componenti sono gli stessi, tranne i collettori, i quali sono a forma di parabola. Anch’essi possono inclinarsi in direzione del Sole.

Il condotto dove passa il fluido termovettore è anteposto al pannello è vi è attaccato grazie a dei supporti.

I sali caldi, però, in questa centrale hanno una temperatura di 596 °C.
Nel pannello fotovoltaico si sfrutta il l’effetto fotoelettrico, per cui una piastra metallica, esposta alla luce, emette elettroni.

La piastra in questo caso è la cella fotovoltaica, composta da materiali come il silicio o l’arseniuro, detti semiconduttori.

Più celle formano un modulo;


Più moduli formano un pannello;


Più pannelli formano una stringa;


Più stringhe formano un campo.

Eccovi spiegata l'energia solare e i suoi relativi impianti. Buono studio!