Storia energetica della Sardegna

L'energia in Sardegna Home Indice Il concetto di

Radiazione solare energia

La radiazione solare è l'energia emessa dal Sole sotto forma di radiazioni Fonti energetiche

elettromagnetiche. Di questa immensa quantità di energia la Terra ne riceve e sistemi di

solo una minuscola parte, pari a quasi mezzo miliardesimo del totale. Al produzione

2

limite superiore dell'atmosfera, su ogni cm di superficie orientata

perpendicolarmente alla radiazione, arrivano circa 2 calorie al minuto (1,367 Un po' di storia

2

kW/m ), ossia, in termini tecnici, 2 langley al minuto che costituiscono la Storia energetica

costante solare. La costante solare è da intendersi come un valore medio di Qualche dato

riferimento, perchéla potenza che raggiunge la fascia esterna della

atmosfera terrestre in realtà oscilla, principalmente a causa della variazione Conclusioni

periodica della distanza terra sole. Di tutte le radiazioni che giungono al Bibliografia

limite superiore dell'atmosfera solo il 51% riesce ad arrivare fino alla

superficie terrestre a causa del riflesso delle nubi, del pulviscolo e del vapore

acqueo; questa quantità prende il nome di radiazione globale. Alla radiazione

globale va sottratto un ulteriore 4% perché riflesso dal globo terracqueo; la

radiazione effettiva risulta quindi pari al 47% della costante solare.

La radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre si distingue in:

- rad. diretta

- rad. diffusa

- rad. riflessa

La radiazione diretta colpisce una qualsiasi superficie con un unico e ben definito angolo di incidenza. La radiazione diffusa incide invece su tale superficie con vari

angoli. Una superficie inclinata, può ricevere, inoltre, la radiazione riflessa dal terreno o da specchi d'acqua o da altre superfici (es pareti di edifici adiacenti). Tale

contributo si chiama ALBEDO e deve essere valutato con attenzione. Se chiamiamo ID la radiazione diretta, IS quella diffusa ed R l’albedo, allora si ha che la

radiazione solare totale che incide su una superficie è: I = I + I + R

T D S 2

Il valore massimo della radiazione disponibile istantaneamente al suolo si assume pari a circa 1 kW/m . Dalla lettura dei dati soppracitato è facile capire l'immensa

quantità di energia che ogni giorno irradia il nostro pianeta; risulta ovvio, quindi, l'interesse per le possibili utilizzazioni pratiche dell'energia solare.

Non bisogna scordare che i raggi del Sole sono la principale fonte di vita del nostro Pianeta: la natura se ne è sempre servita per compiere processi vitali, come la

fotosintesi clorofilliana per esempio.

È facile dunque capire che il primo utilizzo pratico dell'energia solare è stato nell'agricoltura. Successivamente si sono sviluppate tecnologie in grado di sfruttare

diversamente i raggi del Sole e produrre energia in diverse forme, meccanica o elettrica.

Ecco un elenco dei sistemi di produzione associati allo sfruttamento della radiazione solare.

1. Agricoltura

2. Solare termodinamico

3. Solare fotovoltaico

2009 Created by Sebastiano Seu • email

L'energia in Sardegna Home Indice Il concetto di

L'agricoltura in Sardegna energia

I raggi del Sole sono la principale fonte di vita del nostro Pianeta: la natura se ne è sempre servita per compiere processi vitali, come per esempio la fotosintesi Fonti energetiche

clorofilliana . È facile dunque capire che il primo utilizzo pratico dell'energia solare è stato nell'agricoltura. Attraverso l'agricoltura l'uomo ha potuto creare una riserva e sistemi di

di cibo, ovvero di energia, che poteva sfruttare al momento del bisogno. In Sardegna l'agricoltura è stata praticata già dall'era nuragica ed è diventato il punto di produzione

forza dell'economia sarda nel periodo romano, tanto da far diventare l'isola il granaio d'Italia. Successivamente l'agricoltura ha continuato ad essere praticata su

tutta l'isola con metodi molto arretrati rispetto alle zone più sviluppate d'Italia e d'Europa tanto che il Le Lannou, attraverso la comparazione delle attrezzature in uso Un po' di storia

in Sardegna tra il 1930 e il 1940 con quelle descritte da Virgilio e da Varrone, affermò che << nel campo dell’attrezzatura e delle tecniche......i sardi sono ai tempi di Storia energetica

Virgilio e di Varrone >>. Il vero sviluppo per l'agricoltura in Sardegna arrivò in seguito all'introduzione di prodotti chimici e alla meccanizzazione del lavoro. Qualche dato

Conclusioni

Bibliografia

2009 Created by Sebastiano Seu • email

L'energia in Sardegna Home Indice Il concetto di

Fotovoltaico energia

Quando una radiazione elettromagnetica investe un materiale può, in certe condizioni, cedere energia agli elettroni più esterni degli atomi del materiale e, se questa Fonti energetiche

è sufficiente, l'elettrone risulta libero di allontanarsi dall'atomo di origine. L'assenza dell'elettrone viene chiamata in questo caso lacuna. L'energia minima necessaria e sistemi di

all'elettrone per allontanarsi dall'atomo deve essere superiore alla banda proibita del materiale. Questo fenomeno viene usualmente utilizzato nella produzione produzione

elettrica nelle celle fotovoltaiche. Il meccanismo di funzionamento si basa sull'utilizzo di materiali semiconduttori. Infatti, nel caso di materiali isolanti, il band gap

risulta troppo elevato per poter essere eguagliato dall'energia del fotone incidente, mentre per i materiali conduttori l'energia del band gap è piccolissima, quindi a Un po' di storia

temperatura ambiente c'è una continua creazione e distruzione di coppie elettrone-lacuna e l'energia necessaria alla creazione viene fornita direttamente dalle Storia energetica

fluttuazioni termiche. Quando un flusso luminoso investe invece il reticolo cristallino di un semiconduttore, si verifica la transizione in banda di conduzione di un

certo numero di elettroni al quale corrisponde un eguale numero di lacune che passa in banda di valenza. Si rendono pertanto disponibili portatori di carica, che Qualche dato

possono essere sfruttati per generare una corrente. Per realizzare ciò è necessario creare un campo elettrico interno alla cella, stabilendo un eccesso di atomi Conclusioni

caricati negativamente (anioni) in una parte del semiconduttore ed un eccesso di atomi caricati positivamente (cationi) nell’altro. Questo meccanismo si ottiene

mediante drogaggio del semiconduttore che generalmente Bibliografia

viene realizzato inserendo atomi del terzo gruppo come ad

esempio il boro e del quinto gruppo (fosforo) per ottenere

rispettivamente una struttura di tipo p (con un eccesso di

lacune) ed una di tipo n (con un eccesso di elettroni). Lo

strato drogato con elementi del quinto gruppo, che hanno

cinque elettroni esterni (o di valenza) contro i tre di quelli del

terzo gruppo, presenta una carica negativa debolmente

legata, costituita da un elettrone in eccesso per ogni atomo

drogante. Nello stesso modo, nello strato drogato con

elementi del terzo gruppo, che hanno invece tre elettroni

esterni, si ottiene un eccesso di carica positiva, data dalle

lacune degli atomi droganti. Il primo strato, a carica negativa,

viene generalmente chiamato strato n, l'altro, a carica

positiva, strato p, la zona di separazione è detta giunzione p-

n. Va sottolineato che il materiale risulta essere globalmente

neutro, dato che il drogaggio viene realizzato con atomi neutri

(non ioni), quello che cambia è l'eccesso di elettroni nei

legami covalenti, da una parte, e il difetto degli stessi

dall'altra. Mettendo a contatto i due materiali così ottenuti, si

viene a verificare un flusso di diffusione di elettroni dalla zona

n alla zona p e di lacune in direzione opposta, fino al

raggiungimento dell'equilibrio elettrostatico, che determina un

eccesso di carica positiva nella zona n, un eccesso di elettroni nella zona p e una regione intermedia detta regione di svuotamento (in inglese depletion region). Il

risultato è un campo elettrico interno al dispositivo (detto campo elettrico di built-in) che si estende a cavallo della regione di svuotamento, generalmente spessa

pochi micrometri. A questo punto, se viene illuminata con fotoni la giunzione

dalla parte n, vengono a crearsi delle coppie elettrone-lacuna sia nella zona n

che nella zona p. Il campo elettrico di built-in permette di dividere gli elettroni in

eccesso (ottenuti dall’assorbimento dei fotoni da parte del materiale) dalle

lacune, e li spinge in direzioni opposte gli uni rispetto agli altri. Gli elettroni, una

volta oltrepassata la zona di svuotamento non possono quindi più tornare

indietro, perché il campo impedisce loro di invertire la marcia. Connettendo la

giunzione con un conduttore esterno, si otterrà un circuito chiuso nel quale il

flusso di elettroni parte dallo strato n, a potenziale maggiore, verso lo strato p,

a potenziale minore sintantoché la cella resta esposta alla luce.

Le centrali fotovoltaiche hanno un'enorme potenzialità sia per la versatilità di

impiego in qualsiasi posto battuto dal sole (tetti, palazzi, parcheggi) sia per la

modularità delle celle fotovoltaiche che consente la creazione di impianti di

innumerevoli forme e dimensioni.

L'unico neo del fotovoltaico è il costo dell'impianto, che rende l'energia prodotta antieconomica rispetto ai metodi tradizionali.

Al dicembre del 2004 gli impianti fotovoltaici presenti in Sardegna fornivano una potenza di 700 kW.

2009 Created by Sebastiano Seu • email

L'energia in Sardegna Home Indice Il concetto di

Solare termodinamico energia

Il solare termodinamico o solare a concentrazione è una tecnologia per lo sfruttamento dell'energia solare per generare Fonti energetiche

energia elettrica dal calore del Sole. Il solare a concentrazione permette di produrre calore a media ed alta temperatura (fino a e sistemi di

600°) permettendone l'uso in applicazioni industriali per la generazione di elettricità e/o come calore di processo per usi produzione

industriali. Degli specchi parabolici concentrano la luce diretta del sole su un tubo ricevitore. Dentro il tubo scorre un fluido

(detto fluido termovettore perché è adatto a trasportare calore), che assorbe l'energia e la trasporta in un serbatoio di Un po' di storia

accumulo, necessario se si vuole supplire ai momenti di scarsa o nulla insolazione (come la notte). L'accumulo è in contatto Storia energetica

termico con uno scambiatore di calore, che genera vapore; questo viene utilizzato per muovere delle turbine collegate a degli

alternatori per produrre corrente elettrica. Il vantaggio riscontrabile nell'immediato rispetto ad un tradizionale impianto Qualche dato

fotovoltaico consiste in una produzione di energia ininterrotta, causa lo sfruttamento indiretto dell'energia solare. In pratica, la Conclusioni

tecnologia termodinamica permette di produrre energia anche di notte o in caso di cattivo tempo, grazie ad un particolare fluido

a base di sali che, una volta riscaldato, mantiene la sua altissima temperatura (circa 550 °C) per alcuni giorni anche senza Bibliografia

essere in contatto con la sua fonte. Questa tecnologia dovrebbe inoltre essere facilmente sfruttabile con impianti piuttosto

semplici ed economici.

Lo sviluppo del solare termodinamico sta muovendo i primi passi in Sardegna: infatti non sono ancora presenti degli impianti

funzionanti, ma solo progetti. La Regione ha recentemente approvato un progetto che prevede l'installazione di un impianto

solare termodinamico da 20 MW nella zona industriale di Ottana.

2009 Created by Sebastiano Seu • email

L'energia in Sardegna Home Indice Il concetto di

Carbone energia

Il carbone è un combustibile fossile estratto dalla terra in miniere sotterranee o a cielo aperto. Fonti energetiche

È un combustibile pronto all'uso, formatosi entro rocce sedimentarie di color nero o bruno scuro; composto per più del 50% del suo peso e più del 70% del suo e sistemi di

volume da materiali carboniosi (compresi alcuni composti). Il carbone è il risultato della trasformazione diagenetica di resti vegetali che sono stati compressi, produzione

induriti, alterati chimicamente e trasformati da calore e pressione, nel corso dei tempi geologici. Un po' di storia