L’energia solare rappresenta una grande opportunità. Ne abbiamo sentito parlare spesso, ma non ci siamo mai fermati ad esaminare le opportunità che il sole ci offre in maniera gratuita. Ci sono diversi modi e metodi per ricavare degli introiti sfruttando l’energia solare che è sempre a nostra disposizione e può essere ben sfruttata anche da chi vive al Nord Italia.
I combustibili fossili, ovvero petrolio greggio, gas naturale e carbone, rappresentano la fonte di energia numero uno al mondo. Nonostante sia una fonte “non rinnovabile” , ovvero è “finita”, c’è ancora una forte domanda di questi combustibili a causa della loro accessibilità e affidabilità. Dal riscaldamento, all’ illuminazione delle case fino alla benzina e nafta per i veicoli, i combustibili fossili svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di energia e nell’economia globale.
Anche con i massicci passi avanti compiuti nell’innovazione tecnologica, l’energia sostenibile e rinnovabile non è riuscita a sostituire i combustibili fossili tradizionali. Per incentivare la produzione e l’uso di energia rinnovabile (solare, geotermica, eolica, idroelettrica) in Italia il governo ha istituito i “certificati verdi” per le aziende. Una parte dell’energia deve essere prodotta da fonti rinnovabili.
Da una parte gli stimoli governativi, incentivi ad esempio al fotovoltaico con i vari “conti energia” , dall’ altra l’abbassamento dei prezzi dei pannelli fotovoltaici, i costi della produzione di energia solare ed eolica sono diminuiti. In effetti, alcuni mercati generano energia rinnovabile a costi inferiori rispetto ai combustibili fossili ed in Italia in alcuni giorni dei mesi estivi si è arrivati alla quasi totalità di consumo energetico proveniente da energia rinnovabile (fonte TERNA).
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Mentre l’energia eolica è utilizzata prevalentemente per i mezzi commerciali, come i parchi eolici, l’energia solare ha usi sia commerciali che residenziali.
Tipi di energia
- Energia meccanica
- Energia termica
- Energia nucleare
- Energia chimica
- Energia elettromagnetica
- Energia Sonica
- Energia cinetica
- Energia ionizzata
- Energia solare
Energia da Combustibili fossili
Sebbene una data esatta sia difficile da determinare, molte stime suggeriscono che i combustibili fossili saranno esauriti nei prossimi 100 anni. Mentre le fonti di carbone, gas naturale e petrolio greggio continuano a deteriorarsi, il consumo di combustibili fossili non lo è. La produzione e il consumo di combustibili fossili nel mondo sono aumentati a 70 quadrilioni e 80 quadrilioni di BTU, British Thermal Unit.
Tra tutte le fonti di energia, i combustibili fossili superano sia l’energia rinnovabile che l’energia nucleare. Nel 2018 i combustibili fossili hanno rappresentato oltre l’80% dell’energia consumata, mentre l’energia rinnovabile ha rappresentato solo il 10%. Non solo i combustibili fossili non sono rinnovabili, ma sono anche causa di vari effetti ambientali avversi.
La combustione di petrolio , gas e carbone è il principale produttore di CO2 antropogenica, che ha contribuito in modo significativo al cambiamento climatico. Tra gli effetti degni di nota ci sono il riscaldamento globale, lo scioglimento dei ghiacci nell’Artico, l’innalzamento del livello del mare e il cattivo raccolto.
Gli effetti dannosi della loro combustione continuano ad accumulare costi economici. Nel 2018, è stato stimato che i costi della combustione di combustibili fossili nei soli Stati Uniti erano di 120 miliardi di dollari l’anno, dovuti principalmente a spese sanitarie causate dall’inquinamento atmosferico. La ricerca suggerisce che l’inquinamento atmosferico in Europa genera costi economici di 1,6 trilioni di dollari all’anno in malattie e morte. Combinando la spesa per i combustibili fossili, i costi sanitari e il degrado ambientale, si stima che il costo reale dei combustibili fossili sia di 5,3 trilioni di dollari l’anno a livello mondiale.
Energia del Sole
uno studio effettuato dal Programma di sviluppo delle Nazioni Unite nella sua valutazione mondiale del 2000 ha rilevato che il potenziale annuale dell’energia solare era di 1.575-49.837 exajoule (EJ). Questo valore è molte volte più grande del consumo energetico mondiale totale , che nel 2012 era di 559,8 EJ .
Il sole può produrre sia energia solare termica, ovvero scaldare acqua, che fotovoltaica, produrre elettricità.
Energia solare in Italia
I dati del GSE forniti al 31 dicembre 2016 dicono che gli impianti fotovoltaici installati in Italia risultano 732.053, cui corrisponde una potenza pari a 19.283 MW. Secondo i dati di TERNA nel 2017 l’ elettricità distribuita in Italia è stata generata dal 16,3% dalle fonti geotermica, eolica e fotovoltaica. Quest’ultima ha registrato una variazione più che positiva pari a +10,3% rispetto all’anno precedente.
Energia Fotovoltaica
Attualmente esistono solo due tipi di tecnologia solare in grado di convertire l’energia del sole in una fonte di energia: solare termico e fotovoltaico. I collettori solari termici assorbono le radiazioni solari per riscaldare una casa o l’acqua. I pannelli fotovoltaici utilizzano la luce solare per sostituire o integrare l’elettricità fornita sulla rete pubblica.
Produzione di elettricità da fotovoltaico
il nostro paese una volta tanto si posiziona bene nella classifica dei produttori di energia elettrica proveniente da fotovoltaico. Siamo secondi in Europa dopo la Germania (dati riferiti a fine 2019) con 23.689 GWh di energia elettrica prodotta per una potenza totale di impianti di 600 MW fonte https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2020/05/IEA-PVPS-AR-2019-1.pdf.
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Siamo incredibilmente primi al mondo invece per percentuale di energia elettrica ricavata da fotovoltaico. Da noi il 7,9% di tutta l’energia che si consuma arriva grazie al sole. Si tratta di dati forniti dall’ agenzia internazionale dell’Energia (IEA PVPS).
Tutto ciò è stato favorito anche dall’ abbassamento dei prezzi dei pannelli fotovoltaici. Come si può vedere qui sotto nel 1977 il prezzo per watt del silicone usato nelle celle era di 76,67 dollari, nel 2014 di 0,36 dollari.
Produrre energia elettrica in proprio significa tante cose. Non se ne sente parlare molto, ma entro 25 anni le automobili elettriche potrebbero rappresentare la novità assoluta su cui puntare. Nel 2015 sono state vendute nel mondo 462.000 auto elettriche, il 60% in piú rispetto al 2014.
Nel 2040 il 35% delle auto vendute nel mondo sarà elettrico con 41 milioni di unità circolanti. (fonte Bloomberg).
E’ chiaro che produrre in proprio elettricità servirà non solo per alimentare le utenze della casa, ma anche per ricaricare le batterie dell’ auto. Sarà proprio il prezzo delle batterie per fotovoltaico in discesa a trainare le vendite di autoveicoli elettrici che raggiungeranno sempre secondo le stime di Bloomberg i 120 dollari per kWh nel 2030 (nel 2015 erano a 350 dollari per Kwh).
Al momento e nemmeno per il 2019 sono previsti nuovi metodi per remunerare l’energia prodotta col fotovoltaico in Italia. Quello che si faceva con il “conto energia” è terminato da anni ed un sesto conto energia l’asse LEGA-Movimento 5 stelle non ne ha mai parlato. Se la produciamo la possiamo utilizzare per le nostre esigenze, oppure rivendere a terzi.
La Direttiva 2009/28 del Parlamento europeo e del Consiglio, recepita con il Decreto Legislativo n. 28 del 3 marzo 2011, assegna all’Italia due obiettivi nazionali vincolanti in termini di quota dei consumi finali lordi di energia coperta da fonti rinnovabili (FER) al 2020; il primo – overall target – prevede una quota FER sui consumi energetici complessivi almeno pari al 17%.
Energia solare per la produzione di Acqua Calda
Il sole scalda. Si tratta di una cosa ovvia. Meno ovvie sono le applicazioni possibili. Grazie ai pannelli solari termici possiamo ottenere acqua calda utile per uso sanitario, ad esempio per la doccia, ma soprattutto per scaldare la casa.
Un impianto col collettore solare termico (solare termodinamico) per una famiglia di 4 persone costa tra i 1200 e 3000 euro a seconda delle tipologia scelta. Ci sono i collettori solari a
- circolazione naturale: l’acqua arriva nell’ impianto interno dall’ alto per “caduta”
- circolazione forzata: l’acqua arriva in casa spinta da una pompa elettrica.
I collettori solari a pannelli piani sono semplici ed economici, quelli sottovuoto (heat pipe) riescono a produrre acqua calda anche in inverno con poca insolazione.
Il serbatoio posto sopra il collettore serve a stoccare l’acqua calda prodotta durante il giorno rendendola disponibile la notte. Alcuni modelli possiedono internamente una resistenza elettrica che si attiva quando la temperatura scende troppo.
La doccia solare invece un semplice serbatoio che si riscalda col sole e miscela l’acqua bollente con quella fredda.
Il riscaldamento a pavimento con pannelli radianti è il metodo piú innovativo ed efficace per riscaldare un ambiente senza utilizzare una caldaia a gas. Vengono stesi dei tubi a serpentina per tutta la casa al cui interno scorre l’acqua calda che si ottiene grazie al collettore solare posto sul tetto o in giardino. I tubi sono poi coperti da un leggero massetto e successivamente dal pavimento. Otteniamo circa 19-20 gradi anche in inverno grazie alla temperatura dell’acqua che arriva a 35 gradi.
Ricordiamo che il solare termico è incentivato grazie al cosiddetto “Conto Termico” che prevede una remunerazione a seconda dell’ intervento realizzato. Vengono erogati fondi in una soluzione unica o in rate.
Adozione dell’energia solare
Fino ad una decina o poco piú di anni fa, i sistemi di energia solare erano accessibili solo a poche persone per via dei costi eccessivi. Tuttavia, a causa di un netto calo dei costi e dell’avvento degli incentivi l’accesso universale ai sistemi di pannelli solari è divenuto una realtà.
Nei primi anni 2000, un impianto fotovoltaico medio medio costava circa 10 euro per watt; nel 2013, il prezzo per watt era appena sotto i 3 euro, oggi siamo arrivati a circa 1,3 euro (moduli, inverter e cavi compresi).
Di conseguenza, il numero di impianti fotovoltaici installati nel mondo è aumentato drasticamente tra gli spazi residenziali e commerciali. Nell’ultimo decennio, si stima che la produzione globale da fotovoltaico sia aumentata del 40% ogni anno.
L’energia solare ha visto un aumento globale dei consumi in quanto più paesi riconoscono gli effetti nocivi della combustione di combustibili fossili. L’aumento della concorrenza nel settore dell’energia solare ha comportato un netto calo dei costi di installazione.
Molte delle maggiori economie, tra cui Stati Uniti, Cina, India e diverse nazioni europee, hanno iniziato a implementare impianti ad energia solare. Nel tentativo di combattere l’inquinamento, la Cina ha fatto la maggiore spinta verso l’energia rinnovabile e ha installato la maggior parte del fotovoltaico nel biennio 2017-2018. Analogamente, l’India, anch’essa afflitta dall’inquinamento, sta pianificando un piano da 160 miliardi di dollari per l’espansione dell’energia solare.
Anche le grandi aziende come TESLA si sono lanciate nel business del fotovoltaico, proponendo ad esempio una batteria fotovoltaica per impianti fotovoltaici con accumulo.
Sebbene l’energia solare continui a rappresentare una piccola parte della fornitura globale di energia, i settori residenziale e commerciale stanno lentamente abbracciando le energie rinnovabili. Poiché i prezzi dei pannelli fotovoltaici continuano a diminuire, si prevede che i sistemi di energia solare diventino più diffusi . In Europa, il prezzo per kilowattora per l’acquisto di moduli fotovoltaici dovrebbe scendere tra i 4 e i 6 cent nel 2025 e diminuire ulteriormente fino a 2 cent nel 2050.
Supponendo che le previsioni siano corrette, il solare fotovoltaico sarà tra le fonti di energia più economiche. Con il calo dei prezzi le stime prudentemente dicono che i sistemi solari forniranno il 5% del consumo globale di elettricità nel 2030, salendo al 16% entro il 2050. Raggiungere questa visione richiederebbe una maggiore capacità globale di energia solare da 150 gigawatt nel 2014 a 4600 gigawatt entro il 2050 Di conseguenza, questo eviterebbe l’emissione di 4 Gt di biossido di carbonio all’anno.
In concomitanza con l’aumento della produzione di energia rinnovabile, vi è un crescente impegno a ridurre le emissioni di gas serra derivanti dalla combustione di combustibili fossili. Molte città e paesi di tutto il mondo si sono impegnati a ridurre le emissioni di gas serra dell’80% entro il 2050. La Norvegia ad esempio bandirà l’uso di qualsiasi veicolo alimentato da combustibile a partire dal 2025.
energia solare vantaggi e svantaggi
il piú grande problema dell’ energia elettrica prodotta con il sole è la “disponibilità“. La produzione c’è pertanto che il sole splende alto nel cielo. Inoltre c’è una concentrazione maggiore di produzione nei mesi estivi di maggiore insolazione. Non si può purtroppo consumare tutta l’energia nel momento che si produce e per “stoccarla” abbiamo bisogno di sistemi per l’accumulo di elettricità tramite batterie per fotovoltaico che ancora non sono economici.
E’ per questo che l’auto elettrica ad esempio rimane relegata soltanto ad una nicchia di persone che possono permettersi un gioiello costoso.
Incentivi fiscali
Molti paesi europei impongono un sistema di tariffe in entrata per aumentare l’attrattiva dei sistemi di energia rinnovabile. Nell’ambito di un sistema di feed-in-tariff, i proprietari di sistemi di energia rinnovabile possono raccogliere denaro dal governo. I costi si basano su kilowattora (kWh), con prezzi che variano da un Paese all’altro.
In Italia il SESTO CONTO ENERGIA non è stato mai introdotto. Gli ultimi incentivi ventennali alla produzione di energia elettrica da fotovoltaico sono stati erogati nel 2013. Oggi chi decide di installare un impianto fotovoltaico lo fa soltanto per autoconsumo usufruendo dello “scambio sul posto” oppure per rivendere energia elettrica a terzi.
