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Come funziona l'energia solare?

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La ricerca di alternative ai combustibili fossili è oggi una sfida importante per la nostra società. La costruzione di edifici più puliti ed ecologici è una priorità della transizione energetica. A tal fine, l'energia solare sembra essere la soluzione ideale. Ma come funziona davvero? Quali sono i diversi tipi di impianti e i rispettivi vantaggi? Welink Builders fornisce le risposte.

 

Che cos'è l'energia solare?

L'energia solare è "semplicemente" la conversione della risorsa naturale della radiazione solare (luce e/o calore) in energia utilizzabile quotidianamente: corrente elettrica o calore. Evita il consumo di combustibili fossili come gas, petrolio o elettricità da centrali nucleari. Un altro vantaggio è che questa risorsa è gratuita, inesauribile e disponibile ovunque nel mondo. 

 

Gli unici svantaggi sono il costo di acquisto, a volte elevato, degli impianti e la necessità di immagazzinare l'energia in eccesso che non può essere consumata immediatamente. In caso di autoconsumo esclusivo, è quindi consigliabile utilizzare una batteria solare per differire l'uso dell'elettricità.

 

Come funziona l'energia solare? 

L'energia solare è ben nota ai consumatori, ma il suo funzionamento è molto meno conosciuto. A causa dell'elevato prezzo di acquisto dei sistemi, molti consumatori non si prendono il tempo di informarsi sulle possibilità a loro disposizione. Ad esempio, è comune pensare che esista un solo tipo di pannello solare. Tuttavia, non è così ed è possibile scegliere un'apparecchiatura adatta alle proprie esigenze, ai propri consumi e alla propria posizione geografica.

 

Pannelli solari fotovoltaici

Questi sono i pannelli più diffusi e conosciuti. Il principio di base dei pannelli fotovoltaici è la conversione della luce solare in corrente elettrica continua. 

 

La superficie dei pannelli solari è ricoperta da celle fotovoltaiche semiconduttrici (solitamente in silicio). Gli elettroni del silicio iniziano a muoversi e a circolare all'interno del pannello quando entrano in contatto con i fotoni dei raggi solari. Ciò è reso possibile dalla presenza di un polo negativo e di uno positivo nella composizione del pannello (proprio come una batteria). 

 

Il movimento degli elettroni del silicio tra i due poli del pannello crea una corrente elettrica continua. Per essere utilizzabile sulla rete elettrica, è necessario utilizzare un inverter che converta la corrente continua prodotta in corrente alternata.

 

È quindi possibile scegliere tra diverse modalità di consumo:

  • utilizzando l'elettricità per uso personale e alimentando direttamente l'edificio interessato (autoconsumo);
  • rivendere l'intera energia prodotta per trasformare l'impianto in un'ulteriore fonte di reddito;
  • fornire all'abitazione una parte dell'elettricità prodotta e vendere l'eccedenza non consumata immediatamente.

Pannelli solari termici

Meno conosciuti, i pannelli solari termici non producono elettricità. È il calore prodotto dai raggi solari che viene recuperato per uso domestico (o altro). 

La superficie dei pannelli solari è realizzata con un materiale ad alta inerzia per immagazzinare il massimo del calore. I collettori possono assumere la forma di piastre metalliche scure o di tubi di plastica direttamente neri (non smaltati). Quest'ultima opzione riduce la durata dei pannelli, poiché i tubi contenenti il liquido non sono protetti dalle comuni influenze esterne.

 

Il calore recuperato viene trasferito a un fluido termovettore che viene poi utilizzato per l'acqua calda sanitaria, l'acqua per il sistema di riscaldamento dell'edificio (riscaldamento a pavimento o radiatori) o per l'acqua della piscina. È anche possibile trovare collettori d'aria che spingono l'aria calda all'interno dell'edificio per riscaldarlo, come nel caso della climatizzazione reversibile.

 

Attenzione, a seconda dell'area geografica e del relativo clima, l'installazione di pannelli solari termici potrebbe essere più o meno efficiente. Direttamente legate alla temperatura esterna, le possibili prestazioni di queste apparecchiature devono essere studiate da un professionista del settore prima di essere implementate. Se le prestazioni non sono buone, si può optare per un sistema che utilizza l'energia geotermica (calore del terreno), molto meno sensibile alle variazioni di temperatura esterna. 

 

Pannelli solari ibridi

I pannelli solari ibridi, ancora poco diffusi ed estremamente poco conosciuti, combinano le due tecnologie precedenti in un unico prodotto. Sono quindi in grado di produrre sia calore che elettricità (principio della cogenerazione). Il lato superiore è rivestito di celle fotovoltaiche ed è responsabile della produzione di elettricità. Il lato posteriore contiene i collettori termici che riscaldano il fluido di trasferimento del calore o l'aria.

 

Come per i pannelli termici, esistono anche pannelli solari ibridi ad aria (aerovoltaici) e ad acqua. La presenza di aria o acqua nei pannelli fotovoltaici evita il surriscaldamento dell'apparecchiatura e ne migliora le prestazioni.

 

Lo svantaggio delle installazioni ibride è il loro costo di acquisizione relativamente elevato e la maggiore sensibilità alle variazioni di temperatura.

 

I vantaggi dell'energia solare

Un approccio sostenibile

L'energia solare è una seria alternativa al consumo di combustibili fossili, responsabili di tensioni geopolitiche e di emissioni di anidride carbonica (CO2). La radiazione solare è gratuita, inesauribile e disponibile ovunque sulla Terra. 

 

Sebbene la produzione e il trasporto dei pannelli solari abbiano un impatto sull'ambiente, questo è ampiamente compensato dalle loro prestazioni. Una volta installati, i pannelli non generano gas serra e producono energia pulita. La loro composizione permette inoltre di essere quasi interamente riciclabili a fine vita. Infine, l'energia solare può essere utilizzata per produrre idrogeno verde. Un'altra fonte di energia sostenibile con molte possibilità di utilizzo (ad esempio per l'accumulo di elettricità o il trasporto). 

 

Per rendere l'integrazione dell'energia solare pienamente eco-responsabile, è necessario combinarla con un'architettura sostenibile. L'obiettivo è quello di utilizzare la composizione e l'architettura degli edifici per renderli efficienti dal punto di vista energetico. 

 

Un contesto politico e normativo favorevole 

In un contesto di transizione ecologica, il RE 2020 (regolamento ambientale) sta gradualmente sostituendo il RT 2012 nelle nuove costruzioni. Questo testo mira a ridurre drasticamente il fabbisogno energetico degli edifici, ma anche a passare a edifici autosufficienti dal punto di vista energetico. In quest'ottica, il consumo di energia non rinnovabile è limitato e i proprietari degli edifici sono incoraggiati a scegliere energia prodotta da risorse rinnovabili o da materiali di origine biologica (ad esempio il riscaldamento a legna). 

 

Il rinnovamento energetico delle abitazioni è una priorità nazionale chiaramente indicata dal governo da diversi anni. Lo dimostrano i numerosi regimi di aiuto finanziario disponibili: eco-prestito a tasso zero, MaPrimeRénov', ecc…

 

Questo contesto politico e normativo è quindi molto favorevole per prendere in considerazione la possibilità di ripensare il consumo energetico della vostra casa.

 

Un costo di acquisizione in diminuzione

Negli ultimi dieci anni, il costo di acquisto degli impianti solari è diminuito enormemente. Le tecniche di produzione sono sempre più sofisticate e il numero di produttori che offrono questo tipo di prodotto è in aumento. Allo stesso tempo, anche il prezzo dei componenti sta diminuendo, consentendo di ridurre gradualmente i costi di produzione.

 

Allo stesso tempo, le prestazioni dei prodotti stanno migliorando. Di conseguenza, il tempo necessario per rendere redditizia un'installazione è minore rispetto al passato, portando i consumatori a considerare sempre più seriamente l'energia solare nelle loro case. 

 

Infine, in un contesto di prezzi dell'energia costantemente fluttuanti, la scelta dell'energia solare riduce la dipendenza dai fornitori tradizionali di elettricità. Oltre a essere ecologica, l'energia solare evita ripetuti aumenti delle tariffe, rendendola più conveniente anno dopo anno. 

 

Se state pensando di installare dei pannelli solari, non esitate a chiedere una consulenza professionale. L'offerta di prodotti sul mercato è in continua crescita e non tutte le soluzioni possono essere adatte al vostro edificio o al vostro budget. Un installatore qualificato può anche informarvi sulle sovvenzioni governative disponibili per ridurre l'investimento iniziale.

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