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Energia solare termica

Energia solare termicaCom’è noto, il sole rappresenta una della maggiori scommesse su cui i grandi paesi industrializzati stanno investendo negli ultimi anni, in concomitanza con gli effetti di una crisi economica globale intrinsecamente legata, tra le altre cose, al progressivo esaurimento dei combustibili fossili, a fronte di un esponenziale innalzamento del fabbisogno, con conseguente aumento, come mercato vuole, del prezzo alla vendita delle materie prime.

Grazie alla semplicità del principio di funzionamento, tra le diverse tecnologie fondate sull’impiego della luce solare, il solare termico è quello che ha avuto, probabilmente, la più ampia e diffusa applicazione, con un incremento del 30% solo nell’ultimo decennio ed un’estensione delle proprie applicazioni ben oltre i confini dell’uso domestico. L’energia solare termica, nella sua versione più essenziale, opera mediante un sistema a collettori solari – meglio noti come pannelli solari – lastre trasparenti poggiate su lastre scure e filtranti, che hanno la funzione di catturare la radiazione solare e di trasmetterla, attraverso una speciale piastra di rame, ad un complesso sistema di tubi su cui circola, un fluido detto termovettore (aria, acqua, altro). É  chiaro che non essendoci per forza una coincidenza tra le ore di produzione delle radiazioni solari e quelle di consumo del fluido riscaldato, è necessario preservarne, in qualche modo, la temperatura. Esiste, a tal fine, un apposito contenitore volto alla conservazione del fluido termovettore prodotto di giorno, così che se ne possa garantire l’uso anche nelle ore notturne: il serbatoio d’accumulo. Ora, è possibile che il flusso riscaldato dal collettore sia lo stesso impiegato nel circuito finale d’utilizzo (si parlerà in tal caso di circuito aperto) o che questo venga, piuttosto, a  sua volta impiegato per riscaldare il fluido finale mediante un apparecchio detto scambiatore (circuiti chiusi). A seconda, poi, del modo in cui ha luogo la trasmissione del fluido dal collettore al serbatoio si distinguono due ulteriori tipi d’impianti solari termici: a circolazione naturale, che sfruttano il moto convettivo provocato dal riscaldamento, che induce il fluido a salire verso il serbatoio di accumulo; e a circolazione forzata, ove il passaggio al serbatoio sia garantito, invece, dall’impiego di una pompa di trasmissione.

Energia termica

Energia termicaQualunque massa in possesso di una temperatura superiore allo zero assoluto (praticamente tutte) è una fonte potenziale d’energia termica, di quella specie d’energia, vale a dire, che si realizza, in concreto, mediante il trasferimento di calore da un  corpo ad un altro.

Si tratta della madre di tutte le energie, di importanza essenziale per la sopravvivenza del pianeta poiché in assenza di calore si andrebbe incontro alla trasformazione di tutta l’acqua presente sulla Terra in ghiaccio, con le conseguenze che tutti noi possiamo agevolmente immaginare. É la stessa specie d’energia, peraltro, di cui si nutre il nostro corpo mediante i processi di alimentazione e che fa sì che la nostra temperatura sia mantenuta ad un livello medio di 37°C.

Per avere un’idea immediata, e del tutto intuitiva, di cosa l’energia termica sia, e di quanto essa faccia parte del nostro vivere quotidiano, basti pensare a cosa succede quando due corpi recanti temperature differenti vengono accostati l’uno all’altro. Ebbene, com’è noto, ciò che si verificherà è che il corpo con la temperatura più elevata prenderà a trasmettere calore a quello con la temperatura meno elevata. A livello microscopico, ciò che accade è che l’incremento della temperatura del corpo meno caldo dà luogo ad un incremento del moto, e delle collisioni, tra gli atomi che lo compongono, il che, appunto, genera energia.

La produzione di una simile specie d’energia può verificarsi mediante tre reazioni fondamentali: la combustione, così come accade, ad esempio, nell’ipotesi in cui si faccia bruciare una sostanza del genere gas, legno, carbone, petrolio e simili, dando luogo ad un processo di produzione di energia in forma di calore (si pensi alla forza del vapore acqueo che pressa sul coperchio di una pentola che bolle, o alla combustione della benzina al fine di mettere in moto una vettura ); la reazione nucleare, nel qual caso la produzione energetica passa per la trasformazione della composizione del  nucleo degli atomi di un determinato elemento chimico; il passaggio di corrente elettrica attraverso un cavo a bassa resistenza, per concludere, meccanismo di funzionamento tipico delle vecchie stufe elettriche e di numerosi elettrodomestici presenti nelle nostre cucine.