Utilizzata l’energia solare
SIETE mai saliti su un’automobile che era rimasta chiusa e ferma per molto tempo sotto il sole cocente? Il calore può essere quasi insopportabile! Non c’è dubbio, il sole è senz’altro un’enorme sorgente potenziale di energia.
Pensate, l’energia solare si potrebbe usare per il riscaldamento domestico, per far funzionare gli elettrodomestici, illuminare le città, far andare i veicoli o soddisfare qualsiasi altro nostro bisogno di elettricità. Infatti, sulla terra arriva tanta energia solare che se l’uomo potesse imbrigliarne il flusso per soli quindici minuti avrebbe abbastanza energia da soddisfare per un anno intero l’attuale fabbisogno mondiale!
Ma alcuni sono scettici. Credono che la luce del sole sia troppo diffusa per essere una fonte di energia utilizzabile per fini pratici. Tuttavia, secondo J. T. Kane, editore di Professional Engineer, “da sei a dieci volte più energia di quella necessaria per il riscaldamento di un edificio medio negli U.S.A. viene irradiata ogni anno dal sole su quell’edificio”.
Ma si può realmente utilizzare l’energia solare per fini pratici? Le case moderne possono utilizzare questo fenomenale flusso d’energia in modo economicamente vantaggioso?
Fonte di energia utilizzabile in pratica
Il progresso che si è già fatto per utilizzare l’energia solare è qualcosa che forse vi sorprenderà. L’illustre geologo dott. M. King Hubbert rilevò: “L’energia solare non è solo una teoria. Parliamo di cose che esistono già, di progetti che possiamo già realizzare”.
Quali sono alcuni di questi progetti? Per esempio, si può utilizzare l’energia solare per fornire elettricità a una casa? In una lettera al direttore del Times di New York, James Abourezk, senatore degli Stati Uniti, spiegò: “Esistono i mezzi tecnologici per convertire l’energia solare in sostanziali quantità di elettricità”. Pertanto il senatore raccomandò: “Si dovrebbe concentrare il maggiore sforzo nella conversione dell’energia solare in energia elettrica servibile”.
Finora, però, un modo economico per far questo non esiste. Non c’è dubbio che si potrebbe utilizzare l’energia solare per soddisfare tutto il fabbisogno di elettricità nella casa. I veicoli spaziali in orbita usano l’energia solare per far funzionare le apparecchiature elettriche di bordo. Ma è ancora troppo costoso produrre elettricità dalla luce del sole perché ciò sia pratico.
La maggior parte degli esperti crede che si debba cominciare a utilizzare l’energia solare non per produrre elettricità, ma per il riscaldamento dell’acqua e il riscaldamento e il raffreddamento domestici. Alcuni esperti in materia dicono che già adesso molti proprietari di case lo trovano pratico. Si tratta di assorbire il calore del sole, conservarlo e farlo circolare per riscaldare la casa, o di usare il calore per far funzionare un condizionatore d’aria.
D. Elliot Wilbur, direttore commerciale della Arthur D. Little, ditta che si occupa di ricerche sull’energia solare, rileva: “Si può già trovare sul mercato tutto l’occorrente per installare negli edifici le attrezzature necessarie a tal fine. Tutto quello che ci vuole è una ditta disposta a mettere insieme tutti gli accessori e a offrirli al pubblico in generale”.
È qualcosa che le ditte cominceranno presto a fare? Peter E. Glaser, vicepresidente della Little, è ottimista. “Entro tre-cinque anni”, afferma, “dovreste essere in grado di acquistare [per corrispondenza] l’impianto per il riscaldamento a energia solare”.
Ci sono validi motivi per essere così ottimisti? Sta per nascere una grande industria per la produzione di impianti di riscaldamento a energia solare?
Perché cresce l’interesse?
Non c’è dubbio che l’interesse per l’energia solare è cresciuto. Nel maggio del 1975 migliaia di persone assisterono a un seminario sull’energia solare organizzato dalla Solar Energy Industries Association di Washington.
Giornali e riviste pubblicano numerosissimi articoli su come viene utilizzata l’energia solare per riscaldare piscine, case, scuole e altri edifici. Menzioniamo solo alcune notizie:
◆ Un costruttore del Colorado sta installando l’impianto di riscaldamento a energia solare in un nuovo complesso edilizio.
◆ Nel Vermont, è allo studio un impianto di riscaldamento a energia solare per un nuovo centro di sport invernali.
◆ Nei ranch dell’Ovest, si sta cercando di sostituire gli essiccatori a propano con collettori di calore solare.
Che cosa ha destato tanto interesse per l’impiego dell’energia solare? Principalmente, il fatto che ci si è resi conto di come sia inevitabile un cambiamento nell’attuale sistema di produzione dell’energia. Questo deve avvenire. Perché? Perché le principali fonti energetiche — petrolio, gas naturale e carbone — sono limitate, e secondo alcuni esperti le scorte si esauriranno presto. I prezzi del combustibile sono già saliti alle stelle. Per di più, l’utilizzazione dei combustibili fossili ha cominciato a inquinare l’ambiente in misura preoccupante.
Luminoso futuro dell’energia solare
Si può dir molto a favore dell’energia solare. È abbondante e accessibile a tutti, non inquina l’ambiente ed è gratuita; l’unico costo è quello delle installazioni. A quanto si afferma, se gli impianti di riscaldamento a energia solare fossero prodotti in serie, sarebbero più economici dei normali impianti di riscaldamento.
Conoscendo i vantaggi dell’energia solare, molti scienziati ne raccomandano l’impiego su grande scala. Il dott. Harold I. Zeliger, chimico di New York, ha fatto nientemeno che questa dichiarazione a una recente conferenza internazionale sull’ambiente: “Pare ovvio che la sola soluzione a lungo termine del problema mondiale dell’inquinamento prodotto dall’energia sia l’impiego di energia solare”.
Anche nelle sfere politiche si comincia a dare importanza a questa fonte di energia. Per molti anni il governo degli Stati Uniti spese solo 100.000 dollari all’anno in progetti nel campo dell’energia solare. Ma nel 1973 la cifra salì a 4 milioni di dollari, e a circa 25 milioni di dollari nel 1975; e un membro del congresso prevede che più di 100 milioni di dollari saranno impiegati nel 1976 nelle ricerche sullo sfruttamento dell’energia solare.
In alcuni paesi si sta già sfruttando l’energia solare per il riscaldamento domestico dell’acqua. In Giappone, ad esempio, nel 1974 furono venduti circa 160.000 scaldabagni a energia solare.
Anche negli Stati Uniti la luce solare potrebbe diventare presto un’importante fonte energetica. Per quanto sia sorprendente, il riscaldamento dell’acqua e il riscaldamento e il condizionamento domestici incidono per oltre l’80 per cento sulla spesa energetica del padrone di casa americano. E oltre un quarto dell’energia consumata in quel paese serve a questi tre scopi!
Uno studio fatto nel 1975 indicò che negli Stati Uniti quasi duecento case con il riscaldamento a energia solare erano state ultimate o erano in fase di costruzione o di progettazione. Per provvedere gli impianti necessari in queste case, è nata una nuova industria; infatti, pare vi siano decine di fabbricanti di apparecchiature solari. Ma forse vi chiedete: In che cosa consiste un moderno impianto di riscaldamento a energia solare?
Come si utilizza l’energia solare
Poiché questa industria è appena nata, c’è poca standardizzazione. Ma l’impianto fondamentale consiste in un collettore di energia solare, un serbatoio per conservare il calore e un sistema di distribuzione.
Il collettore viene messo di solito sul tetto, ed è orientato in modo da raccogliere la massima quantità di luce solare. Il principio su cui si basa il collettore è quello della serra. Pannelli neri di assorbimento sono coperti di vetro o plastica. Questi pannelli possono esser fatti di fogli di alluminio ricoperti di una mano di speciale vernice nera che assorbe il calore. In questi pannelli neri è convogliato un liquido, di solito acqua. In un tipo di impianto, i pannelli sono ondulati e nelle scanalature ci sono delle canne come quelle dei radiatori.
La luce solare passa attraverso il vetro o la plastica e i pannelli neri assorbono il calore che vi resta imprigionato. L’acqua che passa nelle canne dei pannelli si può riscaldare fino a 90 gradi centigradi e più. Quest’acqua calda arriva al serbatoio, situato di solito nel seminterrato. In un semplice impianto per il riscaldamento dell’acqua, tuttavia, spesso il serbatoio viene messo sul tetto insieme ai collettori. Per provvedere acqua calda a una famiglia di quattro persone ci vorrà un serbatoio di circa 500 litri.
Ma in una casa media americana, per provvedere anche al riscaldamento e al condizionamento domestico ci vuole un serbatoio della capacità di parecchie migliaia di litri. Un impianto di riscaldamento domestico funziona in questo modo: L’acqua calda fluisce attraverso un sifone dal serbatoio alle serpentine di una conduttura. Quindi viene soffiata aria fra le serpentine, così che l’aria si riscalda, e l’aria calda vien fatta circolare per riscaldare la casa.
Per raffreddare la casa, l’acqua calda viene fatta passare in un condizionatore d’aria modificato per usare acqua calda come fonte di calore, invece di un bruciatore a gas. C’è molto da dire a favore del condizionamento dell’aria mediante l’energia solare, perché quando il sole scotta di più e il condizionamento dell’aria è più che mai necessario, c’è l’energia che occorre per far funzionare l’impianto.
Ma si possono già produrre in serie impianti efficienti per il riscaldamento a energia solare? Molti scienziati pensano di sì. Due professori dell’università di Syracuse, nella parte settentrionale dello stato di New York, hanno scritto: “La tecnologia è abbastanza perfezionata da poterla applicare su grande scala. Alcuni ricercatori, ingegneri e architetti, inclusi membri del Consiglio di ricerche sull’energia dell’università di Syracuse, ritengono che al presente sia possibile, anche alla nostra latitudine, costruire case il cui riscaldamento dipenda interamente dall’energia solare”.
Come abbiamo già detto, alcuni esperti di energia solare pensano che entro tre-cinque anni si troverà sul mercato tale tipo di impianto. Ma il prof. Roland Winston dell’università di Chicago, che pure ha dedicato anni alle ricerche in materia, avverte: “Tra riscaldare quattro case con l’energia solare e comprare [per corrispondenza] un impianto di tal genere ce n’è di strada da fare”.
Sarà interessante osservare gli sviluppi. Ma, intanto, che dire delle prospettive di produrre elettricità dall’energia solare?
Energia solare trasformata in elettricità
Per convertire l’energia solare in elettricità ci sono due modi, oggetto di frequenti discussioni. Primo, si può utilizzare la luce solare per riscaldare un liquido che produce vapore, il quale, a sua volta, aziona un motore a turbina. Si calcola che un collettore solare della superficie di 13-18 chilometri quadrati alimenterebbe una centrale termoelettrica capace di eguagliare la produzione di energia delle più grandi centrali nucleari. Alcuni raccomandano la costruzione di una simile centrale elioelettrica.
“Sembra possibile”, rileva il dott. R. C. Jordan, direttore della Scuola di ingegneria meccanica e aeronautica dell’università del Minnesota, “con l’impiego dei materiali e delle tecniche attuali, convertire il 20% dell’energia solare irradiata in un dato punto della Terra in energia termica e quindi in energia elettrica servibile. Ne consegue che si produrrebbe sufficiente energia per soddisfare le esigenze di questa nazione per molti anni avvenire, e a un costo che possiamo permetterci, sfruttando parti inutilizzate del paese — come i deserti — senza causare inquinamento”.
Alcuni, però, ritengono che questo tipo di centrale elettrica non sia il modo migliore per sfruttare l’energia solare. Il dott. Erich A. Farber, che dirige uno dei più grandi progetti di ricerche del mondo nel campo dell’energia solare, dice: “Non c’è bisogno di costruire una grande centrale elettrica nell’Arizona per mandare l’energia in Florida. L’energia solare è irradiata sul tetto, sul cortile, sulle pareti della vostra casa. La potete utilizzare economicamente proprio lì dove siete”.
Sì, la luce solare si può convertire in elettricità proprio in casa. Lo si può fare mediante cellule solari. Si tratta di pezzetti di silicio sottili come ostie che quando la luce solare ne colpisce la superficie producono una corrente elettrica. Queste cellule fotovoltaiche producono ora elettricità nei veicoli spaziali in orbita. E applicando sul tetto di una casa moderna una superficie di novanta metri quadri di queste cellule di lunga durata se ne può soddisfare il fabbisogno di elettricità. Tuttavia, le cellule solari sono troppo costose per tale impiego. Ma non dev’essere sempre così, afferma James Abourezk, senatore degli Stati Uniti.
Egli dice: “Vi sono numerosi laboratori nel paese che producono attualmente cellule fotovoltaiche, le quali, prodotte in serie, potrebbero fare concorrenza (secondo il parere dei costruttori di cellule solari) ad altre forme di produzione dell’elettricità. . . . E la conversione dell’energia solare in elettricità interesserà un numero più grande di persone che non il tentativo di installare dispositivi solari di riscaldamento e condizionamento in ogni casa americana”.
Qual è il futuro dell’energia solare?
Il sole è veramente un’abbondante fonte di energia non inquinante, che l’uomo può sfruttare per soddisfare i propri bisogni. In che modo avverrà questo? Quando? Queste sono domande interessanti.
Si riconosce che gli ostacoli ci sono. Machine Design osserva: “Il fatto che l’energia solare è stata largamente ignorata può essere attribuito probabilmente a fattori economici, di interesse, e alle burocrazie dei governi fondate su impianti che utilizzano combustibili fossili”.
Tali ostacoli saranno sormontati? Si cercherà davvero con impegno di sfruttare questa fonte di energia non inquinante, conservando così le scorte di petrolio, gas naturale e carbone della terra, che si vanno rapidamente esaurendo? Sarà interessante vedere ciò che accadrà.