Smaltimento pannelli solari

Smaltimento pannelli solariAlcune persone si chiedono come potranno smaltire i loro pannelli fotovoltaici dopo 20 anni, quando saranno terminati gli incentivi del Conto energia. In realtà la durata dei pannelli non si esaurisce esattamente dopo i 20 anni, perché è provato che i pannelli continuano a produrre anche fino a 80 anni. Comunque le agenzie che montano i pannelli solitamente si impegnano anche a smaltirli.

I pannelli sono in genere costituiti da celle fotovoltaiche in silicio (o altro materiale), uno strato di Tedlar, uno strato di E.V.A., cornici in alluminio anodizzato, vetro temperato. Il materiale più usato è  il silicio, il cui smaltimento avviene come per quello dei circuiti stampati o delle schede dei computer. Smaltire il silicio non è assolutamente problematico, né inquinante. Anche il vetro temperato che riveste i pannelli si smaltisce al pari del cristallo. Altro materiale facilmente smaltibile è l’E.V.A., o etil vinil acetato, che si smaltisce come le tovaglie impermeabili. L’unico problema dello smaltimento dei materiali si riscontra qualora siano fatti di telloruro di cadmio, visto che è tossico, ma proprio per questo è quasi in disuso.

In Germania la First Solar ha ideato anche degli appositi impianti in grado di smaltire i pannelli e recuperare il 90% dei materiali. Entro il 2.015 il progetto sarà attivo e operante così da riuscire a smaltire tutti i pannelli in disuso delle ditte che aderiranno al progetto. Vanno ancora preparate la raccolta dei pannelli, le modalità di trasporto, l’organizzazione dei centri di raccolta e le tecnologie che si adotteranno.

Per chi volesse contattare un agenzia italiana che svolge già un servizio di smaltimento pannelli consigliamo di contattare il seguente sito:

http://www.smaltimentopannellisolari.it/contatti.htm

Qui troverete il contatto mail e telefonico della ditta T.C.E.R. che provvederà a smaltirli.

Radiazione solare

Radiazione solareLa radiazione solare colpisce la terra con un intensità media pari a 1000 W/metro quadrato. Tale radiazione arriva sulla terra con lunghezze d’onda differenti. I pannelli solari fotovoltaici di solito captano quelle lunghezze d’onda del sole comprese tra 0,4 e 1,1 micron. Ma la luce del sole non arriva tutta sulla terra in quanto essa viene diffusa e riflessa a sua volta al terreno, dagli alberi e da altre superfici. Il coloro bianco, come si sa, è quello che riflette maggiormente la luce del sole. Per questo una superficie innevata ha un livello elevato di riflessione elevato della radiazione solare.

L’intensità della radiazione solare una volta giunta sulla terra si divide in tre tipi di radiazioni: riflessa, diffusa, diretta. L’insolazione diffusa indica la quantità di radiazione solare diffusa dall’atmosfera. La radiazione diretta invece indica la quantità di radiazioni che raggiungono la terra senza interagire coi gas atmosferici. Essa dipende dalle condizioni atmosferiche, può arrivare anche al 95%. Normalmente comunque si aggira sul 75%. I valori delle radiazioni solari sono misurati in Kj per cm quadrato. Misurando tali valori è possibile operare il giusto dimensionamento dei pannelli solari.

Ci sono vari modi per stabilire la quantità esatta della radiazione solare in cui ci troviamo per poter così installare i pannelli solari che desideriamo nella quantità dovuta. Si possono adottare forme di misurazione qualitativa e quantitativa. Per misurare la quantità di radiazione che giunge alla nostra casa si usano vari apparati. Visto che la luce può essere sia diretta che diffusa gli apparati sono progettati per misurare la grandezza di entrambe. L’eliografo è un apparato che misura il valore dell’insolazione o irraggiamento, misura quindi la radiazione in un unità di tempo, solitamente le ore più calde del giorno. Il piranometro, anche detto solarimetro, misura l’irraggiamento globale o totale, ovvero misura il flusso di radiazione totale che riceve una superficie orizzontale assorbente sia in forma diretta che diffusa. Il pireliometro o anche detto actinometro misura la radiazione diretta di normale incidenza, serve usarlo quando vogliamo montare un pannello elettromeccanico inseguitore del sole.

Pannello solare termico

Pannello solare termicoIl pannello solare termico o collettore solare, è un dispositivo progettato per raccogliere l’energia irradiata dal sole e convertirla in energia termica. L’uso dei pannelli solari è per lo più indirizzato alla produzione di acqua calda per uso sanitario, al riscaldamento della casa e al riscaldamento dell’acqua delle piscine.

I collettori sono generalmente divisi in due gruppi: quelli che captano basse temperature, utilizzati principalmente negli impianti di riscaldamento domestico, e quelli che captano alte temperature, formati da specchi e generalmente utilizzati per produrre elettricità.

Un collettore solare piano, chiamato anche collettore piatto solare o pannello solare termico, è  costituito da una scatola metallica in cui avviene la circolazione di un fluido, il quale viene riscaldato mentre passa attraverso il pannello. Ci sono collettori protetti e non protetti. Quelli protetti hanno un vetro che limita la dispersione di calore. I collettori non protetti invece sono quelli più a buon mercato e con migliori prestazioni, utilizzati principalmente per riscaldare le piscine.

I collettori solari funzionano con lo stesso principio che si può sperimentare quando si entra in una macchina parcheggiata al sole in estate. Il vetro usato nei pannelli si comporta come un filtro per certe lunghezze d’onda della luce del sole, vi passa principalmente la luce visibile, mentre è meno attraversabile da lunghezze d’onda infrarosse di energia più bassa.

Il sole incide sul vetro del collettore, che essendo molto trasparente alla lunghezza d’onda della radiazione visibile, lascia passare la maggior parte dell’energia. Questo riscalda poi il piatto del collettore che, a sua volta, diventa un emittente d’irradiazione a onda lunga (raggi infrarossi). Così la scatola viene riscaldato al di sopra della temperatura esterna. Passando attraverso la scatola, il fluido termovettore che scorre attraverso i tubi si riscalda e porta l’energia termica dove desideriamo.

Il rendimento dei collettori migliora quando è minore la temperatura di lavoro, in quanto maggiore è la temperatura all’interno della scatola (in relazione con l’esterno), maggiore è la perdita di trasmissione del vetro.

Pannelli solari sottovuoto

Pannelli solari sottovuotoUn pannello solare sottovuoto è un tipo di collettore solare composto da collettori lineari alloggiati in tubi di vetro sottovuoto. Il pannello ha una struttura a pettine con un palo che spinge il fluido termovettore e una serie di tubi a forma di punte che catturano le radiazioni solari.

La differenza tra collettori piani e collettori sottovuoto consiste essenzialmente nel miglior isolamento che questi ultimi forniscono. Nei collettori piani sul si hanno più perdite di calore per convezione, mentre nei tubi, essendo meglio isolati visto perché  sottovuoto, le perdite sono ridotte a valori che vanno dal 5% al 35% in meno rispetto ai pannelli piani. Questa differenza di prestazioni si verifica solo in condizioni estreme di freddo e vento. In condizioni meno proibitive i due connettori hanno rese pressoché simili.

I pannelli a tubi in genere possiedono una placca interna riflettente posta al di sotto dei tubi, in modo che i tubi possano trarre vantaggio dalla sua forma cilindrica che assorbe meglio l’energia riflessa nel piatto. In generale, i tubi sono più efficienti quando fa freddo o c’è tempo nuvoloso e ventoso.

I tubi sottovuoto sono costituiti da un doppio tubo di vetro, tra le cui pareti si forma un sottovuoto elevato (intorno a 0,005 Pa). Le dimensioni dei tubi sono simili a quelle di un tubo fluorescente, circa 60mm di diametro e 180 centimetri di lunghezza.

I tubi Heat-Pipe sono un’innovativa evoluzione dei tubi a flusso diretto, il loro pregio è quello di eliminare il problema del surriscaldamento dei tubi che si verifica nelle zone con climi più caldi. In questo sistema, si utilizza un liquido che evapora quando viene riscaldato, passando per uno scambiatore di calore situato all’estremità superiore del tubo. Una volta lì, si raffredda e condensa nuovamente, trasferendo il calore al fluido principale. Questo sistema ha un vantaggio nelle estati più calde, perché una volta evaporato tutto il liquido dal tubo, assorbe molto meno calore, rendendo più difficile che i tubi scoppino o si deteriorino. Il sistema Heat-Pipe ha anche il vantaggio di ridurre le perdite di calore durante la notte.

Irraggiamento solare

Irraggiamento solareRiguardo alle energie rinnovabili non si può non parlare del sole, la fonte rinnovabile per eccellenza di tutta l’energia del globo in cui viviamo. L’irraggiamento solare è il fenomeno che alimenta il potere dei pannelli solari fotovoltaici e di tutti gli altri sistemi che ci servono a fornirci l’energia necessaria per vivere. Per irraggiamento solare s’intende la capacità del sole di trasferire energia e calore alla terra mediante onde elettromagnetiche. L’irraggiamento in questo caso è anche termico. Si stanno già sperimentando centrali in grado di produrre sia energia termica che elettrica sfruttando l’energia solare.

In generale, per radiazioni solari s’intendono tutte quelle radiazioni elettromagnetiche emesse dal sole. Le radiazioni solari vanno dall’infrarosso all’ultravioletto. Non tutte le radiazioni solari raggiungono la superficie terrestre, perché le radiazioni ultraviolette a lunghezza d’onda più corta sono assorbite dai gas, per lo più dall’ozono dell’atmosfera.

L’entità della radiazione solare che raggiunge la terra è detta irraggiamento solare, questo è un indicatore che indica quanta energia, per unità di tempo e spazio, raggiunge la terra.

L’energia solare non funge da energia rinnovabile solo quaggiù sulla terra, ma ha anche un ruolo primario nell’atmosfera. L’energia solare, passando attraverso l’atmosfera terrestre riscalda il vapore acqueo in alcuni settori più che in altri, causando cambiamenti nella densità dei gas e quindi provocando quegli squilibri responsabili della circolazione atmosferica.

Inoltre, la maggior parte delle energie utilizzate dagli esseri viventi viene dal sole, le piante lo assorbono direttamente per eseguire la fotosintesi, gli erbivori indirettamente assorbono una piccola quantità di questa energia mangiando le piante, e anche i carnivori cibandosi degli erbivori usufruiscono di questo ciclo energetico.

La maggior parte delle fonti di energia utilizzate dagli esseri umani derivano indirettamente dal sole. Il sole libera nell’atmosfera più di 1300 watt/m quadrato. Ruotando il sole genera un irraggiamento solare che in Europa arriva a circa 200 watt a metro quadrato.

Inseguitori solari

Inseguitori solariGli inseguitori solari sono dei sistemi meccanici con cui si permette il corretto orientamento del pannello solare verso il sole. Si usano sia per pannelli fotovoltaici, che per quelli solari termici o per i concentratori solari. Questo permette una migliore resa del pannello, così da facilitare e incrementare la cattura della radiazione solare.

Ci sono tre tipologie di sostegno per collettori solari. La prima è il posizionamento del pannello sopra un supporto statico, è il supporto più semplice e presuppone quindi che il pannello rimanga   immobile per tutta la sua durata. A seconda della latitudine di installazione e dell’applicazione che si vuole dare ai pannelli, questi saranno equipaggiati con il miglior angolo per catturare il maggior numero di radiazioni solari. Le altre due tipologie di posizionamento dei pannelli presuppongono la loro sistemazione su un sistema d’inseguimento solare a un asse, o un sistema a due assi.

I supporti ad un unico asse realizzano una rotazione che viene effettuata per mezzo di un asse orizzontale, verticale o obliquo. Questo tipo di inseguimento solare è il più economico e il più semplice, comunque è incompleto in quanto potrà seguire solo l’inclinazione o l’azimut del sole, ma non entrambi contemporaneamente.

I sistemi di inseguimento solare a due assi invece permettono di seguire il sole in maniera piena, sia nel senso dell’altitudine che nell’azimut così da ottenere che la radiazione solare incida sempre perpendicolarmente fornendo la maggiore cattura percepibile dell’irraggiamento solare.

Ci sono tre sistemi fondamentali di regolazione solare a due assi. La prima tipologia è il sistema meccanico, ovvero attuato da un motore e un sistema di ingranaggi. Dal momento che l’inclinazione del sole varia nel corso dell’anno richiede periodici aggiustamenti per adattare il movimento del supporto. La seconda tipologia è mediante dispositivi di auto regolazione. La regolazione avviene tramite sensori che rilevano quando la radiazione incidente è perpendicolare al pannello, correggendosi da sola per mezzo di motori. L’ultima tipologia è con dispositivi senza motore, sistemi che attraverso la dilatazione di alcuni gas e la loro evaporazione genera una sorta di equilibrio che ottiene il posizionamento verso il sole.

Si stima che l’uso di questi sistemi possa raggiungere un aumento della produzione dei pannelli tra il 30% e il 40%. E ‘necessario valutare il costo dell’impianto e il guadagno energetico derivante, per poter correttamente valutare la convenienza di tali impianti.

Concentratore solare

Concentratore solareIl concentratore solare, anche detto in inglese Concentrated solar power (CSP) o Concentrated Solar Thermal systems (CST), è un sistema di captazione solare attuato mediante specchi e lenti che concentrano la radiazione solare su una piccola area dell’apparato con lo scopo di produrre energia termica. La luce concentrata viene quindi usata come calore, la quale può essere adottata anche da o una convenzionale centrale elettrica. I concentratori solari utilizzati nei sistemi CSP spesso possono anche essere utilizzati per fornire processi industriali di riscaldamento o raffreddamento.

Un concentratore solare si può utilizzare anche per produrre energia elettrica (anche chiamata energia termoelettrica solare), la quale viene ricavata quando la luce concentrata viene convertita in calore, che a sua volta aziona un motore termico (di solito una turbina a vapore) collegato ad un generatore di energia elettrica.

Il CSP non deve essere confuso con il fotovoltaico, dove l’energia solare viene convertita direttamente in energia elettrica utilizzando materiali semiconduttori e senza l’uso di turbine a vapore. Comunque esistono anche concentratori solari di ultima generazione da applicare alle celle solari fotovoltaiche, sono piccoli dischi in plastica che guidano la luce solare verso il centro, aumentando la resa dei pannelli fotovoltaici.

Esistono quattro tecnologie principali di CSP: il sistema parabolico, il sistema Stirling, il riflettore lineare Fresnel e la torre di energia solare. Costruttivamente è sempre necessario concentrare la radiazione solare perché si arrivi a raggiungere temperature elevate, comprese tra 300 º C e 1000 ° C, così da ottenere un rendimento accettabile nel ciclo termodinamico, che non potrebbe essere ottenuto a temperature più basse. Dopo che i raggi solari sono stati captati dagli specchi opportunamente orientati, questi vengono indirizzati a una torre centrale che riscalda il fluido. L’insieme della superficie riflettente e il suo dispositivo d’orientamento viene chiamato eliostato.

Il fluido che si utilizza per essere scaldato può essere aria, vapore acqueo, sodio o altri sali fusi, a seconda della tecnologia scelta. Nel vapore, la turbina si aziona direttamente. Negli altri fluidi essi trasportano il calore a un generatore di vapore, che a sua volta aziona una turbina e in seguito il generatore elettrico.

Uno dei componenti più a rischio è il recettore solare. A causa delle alte temperature e dei gradienti che possono essere raggiunto il suo funzionamento può essere pregiudicato, per questo gli studi attuali si concentrano principalmente sulla scelta dei materiali più innovativi e in grado di ridurre la perdita di calore al minimo, aumentando in tal modo l’efficienza del ciclo.

Tra gli anni 1970 e 1980 si sono costruite diverse centrali solari termiche in varie parti del mondo. Queste alternative tecnologiche hanno dimostrato la fattibilità e l’efficacia della produzione di elettricità dall’energia solare mediante la conversione di calore.

Collettori solari

Collettori solariCon il termine pannello o collettore solare si intende un apparato atto alla  trasformazione dell’energia solare. Esistono varie tipologie costruttive di connettori. Ci sono collettori termici a concentrazione, collettori selettivi, non selettivi, piani, vetrati, scoperti, heat pipe, sottovuoto, con serbatoio integrato…

Il pannello solare fotovoltaico usa celle solari per trasformare l’energia del Sole (radiazione elettromagnetica) in vera e propria elettricità mediante l’effetto fotovoltaico.

Invece il pannello solare termico adopera l’energia del Sole per riscaldare l’acqua o un altro liquido, di solito per il riscaldamento domestico o fornire acqua calda ad uso sanitario.

Infine il pannello solare ibrido, è un accostamento in cui un pannello solare termico è accoppiato con un pannello solare fotovoltaico. La sperimentazione di questi nuovi apparati è ancora in corso.

I pannelli solari fotovoltaici lavorano nel modo che segue: la luce del sole crea un impatto sulla superficie del pannello, quindi tale luce penetrando nel pannello viene assorbita da materiali semiconduttori come il silicio o l’arseniuro di gallio.

Questi pannelli sono moduli che generano energia dalla luce solare. Il pannello fotovoltaico è composto da numerose celle che convertono la luce in elettricità, queste celle sono anche chiamate celle fotovoltaiche e dipendono dall’effetto fotovoltaico per convertire l’energia dal sole e provocare un passaggio di corrente attraverso due piatti con opposte cariche elettriche. Il parametro standard per misurare la forza di questi pannelli  è chiamato potenza di picco. Se esposta alla luce solare, una cella di silicio di 6 cm di diametro è in grado di produrre una corrente che si aggira da 0,5 ampere fino a 0,5 volt.

Invece i collettori solari termici, che producono acqua calda, sono costituiti da un pannello ricevente e un insieme di tubi attraverso i quali fluisce un liquido aderente al piano ricevente. Tale piano assicura che la radiazione solare venga convertita in calore, mentre il fluido che scorre attraverso i tubi porta il calore dove può essere utilizzato o conservato. L’acqua quindi passa mediante uno scambiatore a un serbatoio atto a conservarla. La circolazione può essere forzata (con l’aiuto di pompe) o naturale.

Come costruire un pannello solare

Come costruire un pannello solareTutti noi sappiamo che l’energia solare costituisce, oggi, una prospettiva del tutto allettante in ragione dei numerosi benefici che essa è in grado di garantire. Anzitutto il sole è una risorsa pulita, il cui sfruttamento non determina l’immissione nell’atmosfera di sostanze nocive per l’ambiente. In secondo luogo si tratta di una risorsa ben più economica dei tradizionali combustibili fossili, il cui prezzo di vendita è fortemente influenzato dai delicati equilibri internazionali con il Medio Oriente, oltre che dall’inesorabile processo di esaurimento cui progressivamente queste risorse vanno incontro. Si aggiunga a ciò che numerosi governi nazionali hanno previsto misure incentivanti di vario genere, riconoscendo contributi e concrete prospettive di guadagno economico per chi abbandoni l’energia tradizionale a favore del solare. Fin qui tutto bene. L’utente finale, il consumatore, sa che un impianto solare può rappresentare un investimento vantaggioso ed eticamente corretto. Tuttavia lo scoglio finale è rappresentato, non di rado, dal costo iniziale necessario a sostenere l’investimento. Ecco, dunque, per i più industriosi, per gli incalliti appassionati del fai da te o per quanti, più semplicemente, non intendano rinunziare, in alcun modo, ad una simile, rilevante, prospettiva di risparmio, una soluzione da prendere seriamente in considerazione: il pannello solare fai da te. Su internet i tutorial per la costruzione di pannelli solari fai da te si moltiplicano di giorno in giorno. Segnaliamo uno dei più famosi e diffusi sulla rete, la costruzione del pannello Panda, che prende il nome dal parabrezza della Fiat Panda, impiegato dall’intraprendente inventore quale lastra per catturare le radiazioni solari.

Si tratta, in breve, di costruire un telaio ben robusto, di forma quadrata o rettangolare, usando delle assi di legno, su cui inserire le diverse componenti del pannello, tutte rigorosamente ottenute da materiali riciclati: il parabrezza della Panda, che, debitamente dipinto con vernice nera, servirà a captare e filtrare le radiazioni solari; uno strato di materiale isolante  – la lana di vetro andrà più che bene -; un tubo di rame flessibile dal diametro 14×12 per fare da serpentina per la circolazione del fluido riscaldato; una lamiera, un fondo, ed  una cassa di legno, per contenere il tutto. Una soluzione economica ed ecologica, pertanto. Ma attenzione, il procedimento di progettazione e costruzione è tutt’altro che semplice, per cui vi consigliamo di farvi assistere da chi abbia un minimo d’esperienza in imprese simili o di seguire, passo per passo, le istruzioni disponibili, anche in formato video, sul web.

Impianti solari

Impianti solariDa anni ormai, la tecnologia solare rappresenta una frontiera sempre più allettante anche per il consumo domestico. L’energia convenzionale, infatti, quella alla cui produzione è necessario l’impiego di combustibili fossili, vale a dire, rappresenta una scelta sempre meno conveniente sia per ragioni di ordine economico – i costi delle materie prime sono sempre più elevati e dipendono in gran parte dai delicati equilibri politici con i paesi importatori del Medio Oriente – sia per ragioni di ordine etico – si tratta di una incontenibile fonte d’inquinamento che graverà, se il trend non rallenta, sul lascito alle generazioni future.

Ebbene, se il quadro è questo, il sole può costituire una risposta più che adeguata alle esigenze di ottenere un’energia economica ed al contempo pulita.

Esistono due principali tecnologie energetiche che sfruttano le radiazioni solari:

–          Il solare termico, che si avvale di impianti a pannelli di vetro relativamente semplici capaci di captare le radiazioni solari e di impiegarle per riscaldare direttamente un fluido termovettore. Questo tipo d’impianto può essere impiegato, nelle versioni più economiche, per riscaldare direttamente l’acqua destinata al consumo finale, ai sanitari, vale a dire, e agli impianti di riscaldamento domestico; nelle versioni più elaborate, ad essere scaldato è un diverso fluido che rimane in circolazione a temperatura elevata, per cedere quindi, all’occorrenza, il proprio calore all’acqua.

–          Il fotovoltaico, che, a differenza del solare termico, si avvale di speciali pannelli che non solo hanno il pregio di catturare l’energia solare ma, di più, converte la radiazione solare in energia elettrica grazie al campo elettrico generato dalla presenza di due strati di silicio – un materiale semiconduttore opportunamente lavorato.

Tanto il solare termico, quanto il fotovoltaico, stanno conoscendo, anche in Italia, una fortuna del tutto insospettabile fino a qualche anno fa, anche grazie all’impegno dei governi nazionali e comunitari e delle politiche incentivanti che hanno riconosciuti, oltre alle ordinarie possibilità di risparmio sulla bolletta energetica, concrete possibilità di guadagno (si veda il piano nazionale Conto Energia) per chi accetti la sfida di rinunziare al combustibile fossile a favore della tecnologia solare.