Energia solare: cosa devi sapere sui pannelli solari
L'energia solare è l'energia utilizzabile generata dal sole sotto forma di energia elettrica o termica. L'energia solare viene catturata in una varietà di modi, il più comune dei quali è con un sistema di pannelli solari fotovoltaici che convertono i raggi del sole in elettricità utilizzabile. Oltre a utilizzare il fotovoltaico per generare elettricità, l'energia solare è comunemente usata nelle applicazioni termiche per riscaldare ambienti interni o fluidi. I proprietari di immobili residenziali e commerciali possono installare sistemi solari per l'acqua calda e progettare i propri edifici pensando al riscaldamento solare passivo per sfruttare appieno l'energia solare con la tecnologia solare.
Interessato a beneficiare dell'energia solare? I pannelli solari sono installati su tre scale principali: residenziale, commerciale e di servizio. Il solare su scala residenziale è tipicamente installato sui tetti delle case o in terreni aperti (montato a terra) ed è generalmente compreso tra 5 e 20 kilowatt (kW), a seconda delle dimensioni di una proprietà. I progetti di energia solare commerciale sono generalmente installati su una scala maggiore rispetto al solare residenziale. Sebbene le singole installazioni possano variare notevolmente in termini di dimensioni, il solare su scala commerciale ha uno scopo coerente: fornire energia solare in loco alle aziende e alle organizzazioni non profit. Infine, i progetti solari su larga scala sono in genere installazioni di grandi dimensioni, diversi megawatt (MW) che forniscono energia solare a un gran numero di clienti delle utenze.
Per alcuni acquirenti di energia solare che potrebbero non essere in grado di installare l'energia solare sulla loro proprietà, il solare comunitario è un'opzione solare praticabile che collega più direttamente i progetti di energia solare su scala di utilità ai consumatori residenziali. Pertanto, i parchi solari comunitari sono generalmente costruiti in una posizione centrale anziché nella proprietà di ogni singolo cliente. I consumatori residenziali possono abbonarsi a un progetto solare comunitario per ricevere molti dei vantaggi dell'energia solare senza installare pannelli solari sulla loro proprietà.
Come funzionano i pannelli solari?
Un pannello solare (noto anche come modulo solare) è costituito da uno strato di celle di silicio, un telaio metallico, un'unità di involucro di vetro e un cablaggio per trasferire la corrente elettrica dal silicio. Il silicio (numero atomico n. 14 sulla tavola periodica) è un non metallo con proprietà conduttive che gli consentono di assorbire e convertire la luce solare in elettricità utilizzabile. Quando la luce colpisce una cella di silicio, la luce fa muovere gli elettroni nel silicio, avviando un flusso di corrente elettrica. Questo è noto come " effetto fotovoltaico " e descrive la funzionalità generale della tecnologia dei pannelli solari.
La scienza della generazione di elettricità con pannelli solari si riduce a questo effetto fotovoltaico. È stato scoperto per la prima volta nel 1839 da Edmond Becquerel e può essere pensato come una proprietà di materiali specifici (noti come semiconduttori) che consente loro di creare una corrente elettrica quando sono esposti alla luce solare.
Il processo fotovoltaico funziona attraverso i seguenti ampi passaggi:
- La cella solare fotovoltaica al silicio assorbe la radiazione solare
- Quando i raggi del sole interagiscono con la cella di silicio, gli elettroni iniziano a muoversi, creando un flusso di corrente elettrica
- I cavi catturano e alimentano questa elettricità a corrente continua (CC) a un inverter solare per essere convertita in elettricità a corrente alternata (CA)
Una breve storia dell'energia solare
Nel 1954, i Bell Labs svilupparono la prima cella fotovoltaica al silicio . Sebbene l'energia solare fosse stata precedentemente catturata e convertita in energia utilizzabile attraverso vari metodi, solo dopo il 1954 l'energia solare iniziò a diventare una valida fonte di elettricità per alimentare i dispositivi per lunghi periodi di tempo. Le prime celle solari hanno convertito la radiazione solare in elettricità con un'efficienza del 4% - per riferimento, molti pannelli solari ampiamente disponibili oggi possono convertire la luce solare in energia solare con un'efficienza superiore al 20%, un numero in costante aumento.
Sebbene l'adozione dell'energia solare sia stata inizialmente lenta, una serie di incentivi e politiche statali e federali ha contribuito a ridurre il costo dei pannelli solari abbastanza da essere adottati più ampiamente. A questo punto, l'energia solare rappresenta una capacità sufficiente per alimentare 11 milioni dei 126 milioni di famiglie nel paese.
Il costo dell'energia solare
In concomitanza con un aumento dell'efficienza dei pannelli solari , il costo dei pannelli solari è diminuito notevolmente. Solo nell'ultimo decennio, il costo di un'installazione di pannelli solari è sceso di oltre il 60% e molti esperti del settore prevedono che i prezzi continueranno a diminuire negli anni a venire:
Inoltre, a seconda di dove vivi, diversi sconti o incentivi per l'energia solare possono contribuire a ridurre ulteriormente il costo dell'energia solare. A livello nazionale, il credito d'imposta federale sugli investimenti (ITC) è uno degli incentivi principali a disposizione di chiunque sia interessato all'energia solare, in quanto consente di detrarre il 26% del costo di installazione di un sistema solare dalle tasse federali. Questo incentivo non durerà per sempre: nel 2023, l'ITC federale scende al 22% e poi scompare completamente per gli impianti solari residenziali nel 2024.
Molti stati e servizi pubblici offrono ulteriori incentivi (come lo scambio sul posto ) oltre all'ITC federale, abbassando ulteriormente il costo dell'energia solare.
L'energia solare è una fonte di energia rinnovabile
L'energia solare è una fonte di energia pulita, economica e rinnovabile che è sfruttabile quasi ovunque nel mondo: qualsiasi punto in cui la luce solare colpisce la superficie della terra è un luogo potenziale per generare energia solare. E poiché l'energia solare proviene dal sole, rappresenta una fonte illimitata di energia. Le tecnologie energetiche rinnovabili generano elettricità da risorse infinite. Confronta, ad esempio, la produzione di elettricità con risorse rinnovabili con i combustibili fossili. Ci sono volute centinaia di migliaia di anni perché si formassero petrolio, gas e carbone, quindi ogni volta che una di queste risorse viene bruciata per creare elettricità, quella risorsa finita si avvicina marginalmente all'esaurimento. L'utilizzo di una risorsa rinnovabile - come l'energia eolica, solare e idroelettrica - per generare elettricità, non esaurisce tale risorsa. Ci sarà sempre luce solare costante che splende sulla superficie terrestre, e dopo aver trasformato la luce solare in elettricità, c'è ancora una quantità infinita di luce solare da trasformare in elettricità in futuro. Questo è ciò che rende l'energia solare, per natura, energia rinnovabile.
Mentre l'attuale mix di elettricità negli Stati Uniti è ancora costituito in gran parte da combustibili fossili come petrolio e gas, le fonti di energia rinnovabile come il solare stanno costantemente diventando una parte più importante del profilo energetico del paese. Poiché il costo del solare e di altre tecnologie rinnovabili continua ad essere competitivo.
Energia solare + accumulo di batterie, veicoli elettrici e altro
La rapida proliferazione dell'energia solare a livello nazionale e globale ha portato anche a una crescita parallela in diverse aree adiacenti. In particolare, i sistemi di accumulo di energia e i veicoli elettrici sono due settori destinati a esplodere insieme all'energia solare aumentando i vantaggi del solare.
Dato che i pannelli solari possono produrre energia solo quando splende il sole, è diventato sempre più importante immagazzinare l'energia prodotta ma non utilizzata durante il giorno per utilizzarla in un secondo momento. Ad esempio, le batterie solari immagazzinano elettricità e possono essere utilizzate durante i periodi di bassa produzione solare. Inoltre, le soluzioni Solar Plus Storage funzionano per tutte le scale di installazioni di pannelli solari e offrono molti vantaggi aggiuntivi, dall'affidabilità energetica alla resilienza della rete e all'energia a basso costo.
I veicoli elettrici sono un secondo prodotto pronto a cavalcare l'onda dell'adozione dell'energia solare. Con costi di manutenzione inferiori, costi del carburante inferiori e un impatto ambientale inferiore rispetto ai tradizionali veicoli con motore a combustione interna, i veicoli elettrici sono destinati a diventare una parte importante dell'industria automobilistica per gli anni a venire. Con la crescente adozione di veicoli elettrici, aumenta anche la necessità di elettricità per far funzionare i veicoli, una soluzione perfetta per l'energia solare. Gli impianti solari distribuiti forniscono energia economica e affidabile per i veicoli elettrici direttamente dal sole. In un mondo di maggiore elettrificazione in tutta la casa, l'energia solare è uno dei modi più economici, affidabili e più puliti per alimentare il nostro futuro elettrificato.
