energia solare

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Energia solare
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Quasi tutta l'energia disponibile sul nostro
pianeta deriva direttamente o indirettamente dal
Sole
dai campi gravitazionali del Sole, della Luna e
della Terra deriva l'energia delle maree
energia chimica delle biomasse
SOLE
energia idrica
energia delle onde
energia eolica
energia chimica dei combustibili fossili
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COSA ACCADE ALLENERGIA DEL SOLE DOPO ESSERE
ARRIVATA SULLA TERRA ?!?

• Dopo un viaggio di circa 150 milioni di
  kilometri, sulla Terra giungono 170.000 TW
  (TeraWatt) di energia solare
• di cui
• 50.000 vengono riflessi dagli strati superiori
  dellatmosfera
• 30.000 vengono assorbiti dallatmosfera
• 90.000 arrivano alla superficie terrestre

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Caratteristiche dei raggi solari

• Un raggio di sole arriva sulla superficie
  terrestre dopo un viaggio di 150 milioni di
  kilometri durato 8 minuti.
• Il futuro del raggio dipende dal colore del
  corpo che colpisce
• BIANCO il raggio viene riflesso e fugge senza
  liberare energia
• NERO il raggio viene assorbito, cede il proprio
  calore al corpo, riscaldandolo

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LEffetto Serra

• Di notte la superficie terrestre, rilascia il
  calore, assorbito di giorno, sotto forma di raggi
  infrarossi i gas dellatmosfera ed in
  particolare la CO2 bloccano parzialmente tale
  calore per mantenere costante la temperatura
  dellatmosfera e della superficie terrestre.
• Questo fenomeno è detto Effetto Serra.

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Lamplificazione dellEffetto Serra

• Le piante, attraverso il processo della
  fotosintesi clorofilliana, assorbono lanidride
  carbonica e producono ossigeno.
• La combustione, invece, è il processo che assorbe
  ossigeno e produce anidride carbonica.
• I due processi danno origine a un ciclo naturale
  che mantiene costanti le concentrazioni di
  ossigeno e anidride carbonica.
• Però se si continua a distruggere le foreste e a
  bruciare combustibili fossili, la concentrazione
  di anidride carbonica continuerà ad aumentare.
• Di conseguenza aumenterà l EFFETTO SERRA e la
  temperatura dellatmosfera

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Conseguenze di un aumento della temperatura
globale terrestre

• I ghiacciai polari si scioglierebbero il livello
  del mare si alzerebbe di alcuni metri,
  sommergendo le isole minori e inondando le città
  costiere e molte pianure agricole.
• Le stagioni intermedie primavera e autunno
  scomparirebbero e lestate sarebbe caratterizzata
  da grande siccità.
• Le variazioni climatiche sarebbero accompagnate
  da fenomeni meteorologici molto accentuati gli
  uragani, le inondazioni e i tornado
  diventerebbero sempre più frequenti e violenti.
• Aridi deserti sostituiranno zone che attualmente
  sono coltivate e soddisfano gran parte del
  fabbisogno alimentare del mondo

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Come utilizzare lenergia solare

• Tutte le volte nelle quali è richiesta energia
  termica, il calore del Sole può venire utilizzato
  per mezzo di sistemi
• Passivi se i raggi solari vengono utilizzati
  direttamente.
• Attivi se lenergia solare viene raccolta e
  trasferita ad un fluido oppure trasformata in
  energia elettrica.

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Sistemi solari passivi

• Nei sistemi solari passivi lenergia viene
  direttamente trasferita allutilizzatore.
• Sono sistemi solari passivi le serre che
  imprigionano gran parte dellenergia termica
  assorbita per ottenere una temperatura interna
  superiore a quella media esterna.

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Sistemi solari attivi

• In questi sistemi lenergia raccolta è
  trasformata in energia termica di un fluido o in
  energia elettrica, per essere utilizzata in un
  luogo differente da quello di raccolta.
• Per ottenere energia termica si utilizzano
• Pannelli solari termici
• Collettori a concentrazione
• Per ottenere energia elettrica si ricorre ai
• Pannelli solari fotovoltaici

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Pannelli solari termici

• Catturano lenergia dei raggi solari per mezzo di
  una piastra di colore nero, al di sotto della
  quale scorre un flusso dacqua, allinterno di un
  tubo a serpentina.
• Per evitare la perdita di energia, le piastre
  vengono isolate con un isolante termico sulla
  superficie inferiore e con uno o due vetri su
  quella superiore.
• Ai pannelli è sempre associato un serbatoio di
  accumulo dellacqua calda, la cui temperatura in
  uscita dai pannelli è compresa tra 40 e 60
• I pannelli sono orientati verso sud con una
  inclinazione rispetto allorizzontale pari alla
  latitudine

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Pannelli solari fotovoltaici

• Sono costruiti assemblando sul medesimo pannello
  diverse celle fotovoltaiche.
• Le celle sono realizzate con una sottile fetta di
  silicio fotosensibile. Quando la cella viene
  colpita dai raggi solari, mette in moto gli
  elettroni.
• Le celle sono quindi come una pompa per gli
  elettroni, alimentata dallenergia solare che le
  colpisce.

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Collettori a concentrazione

• Sono pannelli solari termici in cui si utilizza
  un sistema di specchi per concentrare i raggi da
  unarea più ampia su di una superficie più
  ristretta.
• Hanno maggiori rendimenti e maggiori costi dei
  pannelli piani.
• Poiché la temperatura supera i 100 si utilizza
  al posto dellacqua un FLUIDO DIATERMICO per
  trasportare energia termica.
• Tutti i collettori a concentrazione richiedono un
  sistema meccanico di orientazione in funzione dei
  movimenti del Sole.

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IL FLUIDO DIATERMICO

• Si tratta di un olio per il trasporto di energia
  termica, in grado di mantenersi allo stato
  liquido a pressione atmosferica a temperature
  superiori ai 100.
• Il migliore fluido fino i 100 è lacqua.

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Circuiti elettrici fotovoltaici
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A cura di

• Nicholas Faina