Per rallentare il cambiamento climatico è essenziale puntare sulle energie rinnovabili, a partire dall’energia solare. Attualmente oltre il 70% delle emissioni globali di carbonio sono infatti da attribuire alla produzione e all’utilizzo di energia, ed è per questo che il primo impegno deve essere quello di usare delle fonti green per l’approvvigionamento energetico. Gli Accordi di Parigi, puntando a mantenere l’aumento delle temperature medie terrestri entro 1,5 gradi, hanno messo in moto una macchina internazionale per il cambiamento della produzione di energia; Irena – ovvero l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili – ha da parte sua precisato che per raggiungere questo obiettivo è necessario ridurre le emissioni globali di carbonio entro il 2050.
Guardando ai prossimi anni, dunque, si avrà bisogno di una maggiore mole di elettricità, la quale dovrà essere prodotta quasi totalmente a partire da fonti rinnovabili. Più nello specifico si parla della soglia di 70.800 TWh/a entro il 2050, quantità che dovrà essere prodotta da fonti rinnovabili per almeno il 90%. La protagonista, come è stato più volte sottolineato – per i vantaggi che vedremo tra poco – dovrà essere senza dubbio l’energia solare, e più nello specifico l’energia solare fotovoltaica.
Va peraltro sottolineato che questo cambio di passo dovrebbe essere fatto il prima possibile, a prescindere dalla crisi climatica in corso: non bisogna infatti trascurare che le risorse energetiche fossili come il carbone, il petrolio e il gas stanno finendo. I combustibili, oltre a essere altamente nocivi per l’ambiente, richiedono degli archi temporali molto lunghi per formarsi; le energie green, d’altro canto, sono rinnovabili. Come vedremo nei paragrafi successivi, la via migliore è quella di integrare la produzione di energia solare alle infrastrutture, senza dunque richiedere un dannoso consumo di suolo.
Energia solare: definizione e tipologie
Con il termine generico energia solare si indica qualsiasi tipo di energia prodotta a partire dai raggi solari. Si parla di una fonte energetica pulita e inesauribile, che permette di essere sfruttata senza nessun impatto per l’ambiente. In questo campo i raggi solari vengono utilizzati per produrre due prodotti distinti, ovvero l’energia elettrica e l’energia termica. Più nel dettaglio, esistono tre differenti tipologie di energia solare, ovvero il solare fotovoltaico, il solare termico e il solare termodinamico.
Il solare fotovoltaico è un sistema che, attraverso la sapiente disposizione di pannelli fotovoltaici, permette di convertire l’energia solare in elettricità, in modo pulito e immediato. Questo è possibile grazie alla presenza delle celle solari, utilizzate fin dagli anni Settanta per alimentare dispositivi come satelliti artificiali e reti remote di telecomunicazione. Un impianto solare fotovoltaico è costituito dai moduli, ovvero dai pannelli che raccolgono le celle fotovoltaiche distribuite su file parallele e connesse in serie; dalla struttura di sostegno dei moduli; dall’inverter, che converte la corrente da continua ad alternata; infine dai cavi elettrici, dai misuratori di energia e dal sistema di controllo.
Il solare termico invece è un sistema che produce non elettricità, quanto energia termica. Non si parla più di celle, quanto di collettori solari. I raggi solari riscaldano il liquido presente all’interno del collettore, e il calore così raccolto viene poi trasferito nei luoghi prestabiliti.
Il solare termodinamico è ancora differente. Anche qui si parla della creazione di calore senza l’utilizzo di combustibili fossili, ma in modo diverso. Il solare termodinamico utilizza il calore atmosferico (può quindi in linea di massima essere installato in qualsiasi punto all’esterno di un edificio) per riscaldare l’acqua sanitaria di un edificio; a differenza del solare termico – che non usa nessun altro tipo di energia oltre all’irraggiamento solare – il solare termodinamico ha bisogno di una pompa di calore. Va però detto che lo stesso calore presente nel sistema viene usato per produrre vapore, il quale a sua volta, mediante l’utilizzo di una turbina a vapore, viene trasformato in energia elettrica.
Perché integrare l’energia solare sulle infrastrutture
Abbiamo visto all’inizio che è d’obbligo aumentare le fonti di energia solare, così da ridurre velocemente le emissioni nocive. Ma come si deve tradurre questo cambiamento in realtà? Sarebbe sbagliato pensare che questa transizione energetica debba avvenire attraverso la sola sostituzione delle centrali termoelettriche. Guardando agli obiettivi del Piano Integrato Energia e Clima italiano (PNIEC) e del Green Deal europeo, scopriamo che entro il 2030 dovremmo avere almeno 100 TW/h di energia elettrica prodotti dal fotovoltaico, il quadruplo rispetto al 2020; se questa mole di energia fosse prodotta totalmente da impianti a terra, dovremmo avere una superficie dedicata di circa 1.000 chilometri quadrati, area equivalente al 5% del suolo consumato nel nostro Paese.
A differenza dell’eolico e dell’idroelettrico, però, il fotovoltaico ha il vantaggio di poter essere integrato a edifici e infrastrutture di qualsiasi tipo e dimensione, senza quindi consumare ulteriore suolo. Gli edifici rappresentano circa il 30% del suolo consumato, e consumano il 40% dell’energia: si capisce quindi che poter generare energia solare in loco è doppiamente vincente, per avere degli edifici energeticamente neutri (o persino produttori verso l’esterno) senza consumare del suolo. E questo è possibile su qualsiasi tipo di edificio. Si pensi, per esempio, al Centro Culturale della Fondazione Stavros Niarchos, progettato da Renzo Piano e costruito da Salini Impregilo ad Atene: l’Energy Canopy conta in tutto 5.560 pannelli fotovoltaici, in grado di generare 2.280 Kwh di energia elettrica all’anno, per essere quasi del tutto energicamente indipendente. Non stupisce che il Centro sia stato certificato con il livello più alto della certificazione LEED, ovvero con LEED Platinum. Ma si pensi anche al Sol Invictus di Melbourne, allo Spaceship di Apple a Cupertino e al Solar Veil di General Electric, a Boston: tutti questi progetti mostrano come l’integrazione dell’energia solare agli edifici e alle infrastrutture sia la chiave di volta per il cambiamento energetico di oggi e di domani.
Energia solare: vantaggi e svantaggi
L’energia solare presenta tanti diversi vantaggi. Si tratta di un’energia pulita, a basso costo, inesauribile e, come visto, che può essere autoprodotta, a un prezzo destinato a ridursi nel tempo. Gli svantaggi sono essenzialmente due: si tratta infatti di una fonte discontinua, non potendo produrre energia solare durante la notte o durante giornate nuvolose (problema che può però essere risolto con degli accumulatori); e si tratta di un’energia che richiede spazio per il posizionamento dei pannelli (abbiamo però visto che l’integrazione con gli edifici permette di usare questa fonte energetica senza consumare ulteriore suolo).
