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domenica 27 luglio 2014

ENERGIA ALTERNATIVA - ENERGIA SOLARE (Alternative Energy - Solar Energy)




La più grande fonte di energia a disposizione dell'uomo resta comunque senza dubbio il sole. 
Da milioni di anni molti esseri viventi hanno imparato a sfruttarla per sopravvivere; tutti i vegetali sono in grado dl sintetizzare le sostanze di cui abbisognano partendo da semplici molecole d'acqua e anidride carbonica con l'aiuto dell'energia solare (fotosintesi). L'uomo ha imparato a sfruttare metodicamente e in maniera indiretta l'energia solare con l'agricoltura.

Dovevano passare millenni prima che Archimede inventasse grandi specchi concavi capaci di riflettere e concentrare i raggi del sole per incendiare e affondare le navi della flotta romana che assediavano Siracusa. È il primo resoconto storico-fantastico di uso diretto dell'energia solare.

Per altri secoli il sole sorse e tramontò compiendo il rituale viaggio quotidiano senza che nessuno sapesse come raccogliere e sfruttare il suo calore. Finalmente, a rivoluzione industriale già avviata, il fisico francese Mouchot ideò un concentratore solare in grado di fornire il vapore necessario per muovere un motore watt o una turbina. Il concentratore non era altro che uno specchio rettangolare a sezione parabolica, in grado di riflettere e dirigere tutti i raggi del sole che colpivano la sua superficie in un unico punto, cioè il fuoco della parabola, nel quale era posta una caldaia d'acqua per la produzione del vapore. 
Tutti i concentratori solari si basano sull'idea originale di Mouchot e di Archimede. 
Il concentratore di Mouchot funzionava bene ma nessuno pensò di utilizzarlo praticamente: bisognava continuamente orientarlo verso il sole, non funzionava quando il cielo era coperto o pioveva e di carbone e petrolio ce ne era così in abbondanza che non sembrava neanche possibile una crisi energetica. 
L'esperienza di Mouchot venne ripetuta su più vasta scala da Shuman, nel 1911, che dispose molti specchi parabolici in maniera tale che concentrassero tutti i raggi verso un'unica caldaia, ottenendo così maggiore potenza. 
Oggi sono in funzione parecchie centrali di questo tipo in grado di produrre energia sufficiente per le esigenze domestiche di piccoli agglomerati abitativi; gli specchi, spesso centinaia, sono mossi da motorini elettrici comandati da un computer centrale. Per scopi scientifici sono stati costruiti concentratori detti fornaci solari, con i quali si possono ottenere temperature di parecchie migliaia di gradi.

Un vecchio adagio popolare sentenzia che la necessità aguzza l'ingegno
Durante la prima guerra mondiale carbone e benzina erano razionati; per ovviare a questa scarsità di combustibile un certo Abbott costruì un recipiente trasparente che ne conteneva un altro più piccolo dipinto di nero nel quale c'era dell'acqua. I raggi del sole penetravano attraverso le pareti trasparenti del primo vaso, venendo quasi completamente assorbiti dal vaso nero e quindi riscaldando I'acqua. Tale fenomeno era possibile grazie alla capacità di tutti i corpi scuri di assorbire le radiazioni infrarosse più degli oggetti dipinti di chiaro. Per rendervene conto, osservate come un'automobile nera si riscaldi molto prima di un'automobile bianca.
Inoltre i pochi raggi riflessi dal vaso interno nero, colpendo di nuovo le pareti del contenitore trasparente, venivano nuovamente riflessi parzialmente e diretti ancora verso la superficie nera (effetto serra).
Il semplice dispositivo ideato da Abbott si chiama collettore solare. 
Oggi sono numerose le installazioni di collettori solari, usati esclusivamente per il riscaldamento diretto dell'acqua e dell'aria. I collettori non sono utilizzabili per produrre energia elettrica dato che le temperature che possono raggiungere raramente superano i 100 gradi centigradi.

L'uomo ha ideato dispositivi solari in grado di sfruttare direttamente I'energia solare per distillare l'acqua marina e per pompare il prezioso elemento.

Un altro modo per sfruttare il sole è quello di convertire direttamente la sua energia in elettricità; esistono, infatti, apposite celle fotovoltaicheche se vengono colpite dai fotoni producono una debole corrente elettrica; più celle fotovoltaiche collegate in maniera opportuna sono in grado di fornire una corrente utilizzabile. Tra tutti, questo è il metodo più semplice e migliore di ottenere elettricità dal sole.

Purtroppo, il costo di una singola cella è ancora troppo elevato per un utilizzo comune. Per ora le installazioni di batterie di celle fotovoltaiche non sono ancora numerose; vengono già da molti anni impiegate soprattutto nel campo aerospaziale come generatori di energia a bordo dei satelliti. 
Recentemente sono anche stati costruiti prototipi di veicoli elettrici terrestri e aerei alimentati da batterie solari. Progetti ambiziosi prevedono la costruzione di estese batterie solari, orbitanti intorno alla Terra (fuori dalla sua atmosfera che filtra la maggior parte delle radiazioni solari); l'energia prodotta verrebbe teletrasmessa sulla superficie del pianeta sotto forma di micro-onde.
Per ora questa è ancora fantascienza, ma lo sarà ancora per poco. Il sole rappresenta per ora la più promettente delle energie pulite, cosiddette perché non comportano il minimo degrado e pericolo per I'ambiente. Infatti, la terra riceve dal sole una quantità di energia spaventosa: in soli 10 giorni sulla superficie del nostro pianeta arrivano tanti chilowattora sotto forma di luce e calore, quanti se ne potrebbero produrre bruciando le intere riserve mondiali di combustibile fossile.



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