Perché non usiamo solo energia solare? - Alexandros George Charalambides

Vedi la lezione intera: http://ed.ted.com/lessons/why-aren-t-we-only-using-solar-power-alexandros-george-charalambides

L'energia solare è più economica e più sostenibile delle attuali centrali elettriche a carbone. Allora perché non abbiamo ancora fatto il salto? Le vere colpevoli sono le nuvole, che rendono l'energia solare difficile da controllare. Alexandros George Charalambides spiega il modo in cui le torri e i pannelli solari generano elettricità, e che gli scienziati stanno cercando di creare un sistema in grado di funzionare anche sotto le nuvole.

Lezione di Alexandros George Charalambides, animazione di Ace & Son Moving Picture Co., LLC.

Abbiamo buone ragioni per passare

completamente all'energia solare.

Spesso è più economica,

e certamente più sostenibile

della dipendenza
dalle tradizionali centrali elettriche

che usano risorse come il carbone,

che prima o poi si esaurirà.

Allora perché non sostituiamo

gli impianti tradizionali
con l'energia solare?

Perché c'è un aspetto dell'energia solare
che la rende imprevedibile:

la presenza di nuvole.

Dei raggi solari in viaggio
verso la Terra,

alcuni vengono assorbiti
dall'atmosfera terrestre,

alcuni vengono riflessi
verso lo spazio,

ma il resto raggiunge
la superficie terrestre.

Quelli che non vengono deviati

sono chiamati irradiazione diretta.

Quelli che vengono deviati dalle nuvole

sono chiamati irradiazione diffusa.

E quei raggi che prima
si riflettono su una superficie,

come un edificio nelle vicinanze

e poi raggiungono
il sistema a energia solare

generano la cosiddetta
radiazione riflessa.

Ma prima di vedere l'impatto
delle nuvole

sui raggi solari
e la produzione di elettricità

vediamo come funzionano
questi impianti a energia solare.

Prima di tutto, ci sono le torri solari.

Si tratta di una torre centrale

circondata da un grande campo
pieno di specchi

che seguono il sole e concentrano

solo i raggi diretti su un singolo
punto della torre,

come una persona sulla spiaggia
che voglia abbronzarsi.

Il caldo generato da questi raggi

è così forte che può far bollire l'acqua,

producendo il vapore,
che muove una turbina,

che a sua volta genera elettricità.

Ma quando parliamo
di sistemi a energia solare

normalmente parliamo
di moduli fotovoltaici

o pannelli solari,
che sono i sistemi usati più spesso

per creare energia solare.

Nei pannelli solari,

i fotoni dei raggi solari
colpiscono la superficie

e liberano degli elettroni
scatenando una corrente elettrica.

I pannelli solari possono usare
qualsiasi tipo di irradiazione,

mentre le torri solari possono usare
solo l'irradiazione diretta.

Ed è qui che le nuvole entrano in gioco.

Infatti a seconda del tipo
e posizione rispetto al sole

possono far aumentare o diminuire

la quantità di elettricità generata.

Per esempio, bastano poche
nubi cumuliformi di fronte al sole

per ridurre la produzione elettrica
delle torri solari quasi a zero,

perché dipende dall'irradiazione diretta.

Anche con i pannelli solari,
questo tipo di nuvole

riduce la produzione elettrica
ma non così tanto,

perché i pannelli possono usare
anche altre forme di irradiazione.

In ogni caso, tutto ciò dipende
dall'esatta posizione delle nuvole.

Per via della riflessione,
o di un fenomeno

chiamato "Scattering Mie",

i raggi solari possono in realtà
venire concentrati dalle nuvole

così da aumentare
di oltre il 50 per cento

l'irradiazione solare
che raggiunge il pannello.

Se questo possibile aumento
non è calcolato bene,

può danneggiare il pannello solare.

Perché tutto ciò è importante?

Non vorreste che questa lezione
si interrompesse

ogni volta che una nuvola passa
sopra al pannello che avete sul tetto.

Con le torri solari si possono usare
depositi di sali fusi o oli

per accumulare il calore in eccesso
e usarlo quando necessario.

È così che affrontano le fluttuazioni
di irradiazione solare,

per rendere omogenea la produzione
di energia elettrica.

Ma con i pannelli solari

al momento non c'è alcun modo
sufficientemente economico

di accumulare energia.

Ed è qui che entrano in gioco
le centrali tradizionali

perché per correggere le fluttuazioni
di energia solare,

c'è sempre bisogno di avere
a disposizione

dell'energia di riserva
da fonti tradizionali.

Ma perché non usiamo
le centrali tradizionali

soltanto come riserva
invece di dipendere da loro

come fonte principale di energia?

Perché è impossibile per un impiegato
a una centrale a carbone, o nucleare

girare una manopola per produrre
una quantità variabile di energia

a seconda della quantità di nuvole
che sono nel cielo.

Il tempo di reazione sarebbe
troppo lungo.

Invece, per gestire queste fluttuazioni,

le centrali tradizionali producono
costantemente l'energia di riserva.

Nei giorni sereni,
l'energia di riserva verrà sprecata,

ma quando il cielo è nuvoloso
servirà a fornire il fabbisogno.

È da questo che dipendiamo al momento
per una fornitura costante di energia.

Per questo motivo,
molti ricercatori si interessano

a come prevedere il movimento
e la formazione delle nubi

grazie a immagini satellitari
o a macchine fotografiche

puntate verso il cielo

con lo scopo di massimizzare
l'energia solare

e minimizzare lo spreco di energia.

Se riusciremo a raggiungere
questo obiettivo,

potrete seguire questo video

solo grazie ai raggi solari
indipendentemente dal clima.

Anche se, quando il sole splende,

magari preferirete uscire all'aperto

e occuparvi delle nuvole in un altro modo.