Energia Solare

Alla continua ricerca di fonti energetiche alternative al petrolio, illimitate e senza impatti ambientali, una delle migliori soluzioni resta quella dell'energia solare.
In realtà il concetto di energia solare è generale, la nostra stella infatti fornisce energia alla Terra inviando due risorse preziosissime, ovvero il calore e la luce.
In base a quale delle due risorse venga utilizzata, l'energia solare assume nomi diversi, solare termico se si sfrutta direttamente il calore, solare fotovoltaico se invece viene sfruttata la luce.

Solare termico

In entrambi i casi l'energia solare viene "catturata" tramite pannelli, il meccanismo più semplice è quello del solare termico in quanto non avviene alcuna trasformazione ma solo un trasferimento di energia sotto forma di calore dal sole all'acqua.

La tecnologia del solare termico prevede un pannello contenente una serpentina ed un serbatoio adiacente, il calore del sole si trasferisce all'acqua presente nella serpentina e viene stoccata nell'accumulo.
Quando viene richiesta acqua calda, questa esce dall'accumulo ed al suo posto entra acqua fredda che verrà successivamente scaldata dalla serpentina.
Una applicazione simile avviene nelle centrali elettriche a concentratori solare di cui parlo in questo articolo.

Solare folovoltaico

I pannelli fotovoltaici, a differenza di quelli solari termici, catturano la luce e la trasformano in energia elettrica.

Sono insiemi di componenti elettronici a semiconduttore facenti parte della famiglia dei diodi, questi svolgono la funzione inversa dei LED ovvero trasformano la luce proveniente dal sole in energia elettrica.
La tensione di uscita dei pannelli fotovoltaici dipende dalle dimensioni del pannello stesso e da come viene installato, fondamentale è infatti l'irragiamento ovvero l'esposizione al sole.

Le pale eoliche

Le pale eoliche sono generatori elettrici che trasformano l'energia cinetica di una massa d'aria che si sposta in elettricità.
Il nome tecnico delle pale eoliche è in realtà aerogeneratori, sono composte da quattro elementi, la torre, la navicella o gondola, il rotore e le pale.
Per dare qualche dimensione indicativa, le torri sono alte circa 100/110 metri normalmente, ma possono arrivare a 180 metri di altezza.

Le pale variano invece dai 30 ai 60 metri di lunghezza.
La navicella, chiamata anche gondola, può ruotare di 180 gradi così da rimanere sempre perfettamente parallela al flusso del vento permettendo alle pale di avere sempre la massima resa.
Non è necessaria una rotazione maggiore della navicella in quanto gli aerogeneratori possono lavorare sia con vento a favore, sia con venti contrari.

Perchè le pale eoliche possano funzionare i venti devono essere almeno intorno ai 4 mt/s, la loro resa ideale è con venti compresi fra i 12 e i 15 mt/s e la velocità massima dei venti deve essere di 25 mt/s.
Quando il vento che colpisce la pale dell'aerogeneratore è superiore ai 25mt/s un freno all'interno della navicella interviene bloccando il rotore per motivi di sicurezza.
Sempre all'interno della navicella si trova il "moltiplicatore", una serie di ingranaggi che consente di avere un numero di giri superiore rispetto a quelli del rotore, questo serve per garantire la corretta frequenza della corrente alternata che viene generata dalle pale eoliche anche con venti deboli e bassi giri del rotore.
In Europa la frequenza della corrente alternata è di 50Hz, negli Stati Uniti la frequenza è invece di 60Hz.
Le pale eoliche più diffuse sono quelle ad asse orizzontale, cioè con il rotore rivolto nella direzione del vento, questo richiede ovviamente il corretto orientamento delle pale stesse in fase di montaggio, esistono invece aerogeneratori ad asse verticale, questo consente di non doverle orientare.

Difficilmente si trova un solo aerogeneratore, generalmente ne vengono montati e collegati a decine formando i parchi eolici.
Per chi volesse dotare una casa o un capannone industriale di un impianto eolico certamente sarebbe difficile collocare una torre alta cento metri e pesante diverse tonnellate sul proprio tetto, per questo è nato il "mini eolico", pale eoliche di piccole dimensioni che possono essere montate su un cornicione e collegate in rete con lo stesso schema degli impianti fotovoltaici.