Energia Solare

La nostra stella, il Sole, produce un’enorme quantità di energia che irradia continuamente nello spazio interplanetario. Lo fa da circa cinque miliardi di anni, e probabilmente lo continuerà a fare per altri cinque. 

  Figura 1. Immagine del Sole prodotta dalla missione Solar Dynamics Observatory - Image Credit: NASA/GSFC/Solora Dynamics Observatory

Comunemente, l'energia generata e irradiata dal Sole viene denominata energia solare. 

Nonostante la notevole distanza che la separa dal Sole, la Terra riceve una gran quantità di energia solare: circa 1,74X10¹⁷ Watt. Questa è di gran lunga la principale fonte di energia per il nostro pianeta. Altre fonti sono: il flusso di calore geotermico generato all'interno della Terra, la radioattività naturale e la radiazione cosmica, ma sono tutte trascurabili rispetto all'energia che riceviamo dal Sole. 

Per avere un’idea di quanta energia la Terra riceva dal Sole, osserviamo che la potenza trasmessa dalla stella equivale a circa 22.000 kW/persona, a fronte di un consumo energetico medio globale di circa 2,3 kW/persona. Il Sole, dunque, trasmette alla Terra molta più energia di quanta ne serva all’uomo. Tuttavia, questa energia non è sfruttata solo dal genere umano. L’energia solare viene utilizzata anche dalla biosfera per sostenere, direttamente o indirettamente, la vita. Ciò significa che attingere all’energia trasmessa dal Sole potrebbe avere impatti negativi sulla biosfera, anche se questa ne utilizza solamente una piccolissima parte (0,01%). Infatti, coprire l’intera superficie di un lago con moduli solari potrebbe danneggiare la biosfera locale, mentre la stessa operazione su di una superficie desertica potrebbe creare un danno minimo se non addirittura un beneficio alla biosfera locale. Quindi, anche se si tratta di una quantità enorme, bisogna procedere con cautela nell’attingere all’energia solare che giunge sulla Terra per soddisfare i bisogni energetici dell’umanità.

Dal punto di vista energetico, l’energia solare è un’energia rinnovabile e pulita. Da essa derivano, direttamente o indirettamente, tutte le fonti di energia utilizzate dall'uomo per le proprie attività (le fonti fossili, la fonte idroelettrica, il vento, le biomasse) con le sole eccezioni della fonte nucleare, geotermica e mareale. Può essere utilizzata anche per produrre direttamente energia termica ed energia elettrica grazie alle seguenti tecnologie: 
1. solare fotovoltaico 
2. solare termico 
3. solare termodinamico

Il solare fotovoltaico consente di catturare l'energia solare e di convertirla direttamente in energia elettrica. Anche il solare termodinamico consente di catturare l'energia solare e di convertirla in energia elettrica, ma, a differenza del solare fotovoltaico, questa conversione non avviene direttamente bensì attraverso un ciclo termodinamico. Il solare termico, invece, consente di catturare l'energia solare e di convertirla direttamente in energia termica.