Che cos' è una tecnica solare attiva per generare energia?
doc-14755
Le tecniche solari attive utilizzano fotovoltaico, energia solare concentrata, collettori solari termici, pompe e ventilatori per convertire la luce solare in output utili. Le tecniche solari passive includono la selezione di materiali con proprietà termiche favorevoli, la progettazione di spazi che circolano naturalmente nell' aria e il riferimento alla posizione di un edificio rispetto al Sole. Le tecnologie solari attive aumentano l' offerta di energia e sono considerate tecnologie lato offerta, mentre le tecnologie solari passive riducono la necessità di risorse alternative e sono generalmente considerate tecnologie lato domanda.
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doc-14754
Le tecnologie solari sono ampiamente caratterizzate come passive o attive a seconda del modo in cui catturano, convertono e distribuiscono la luce solare e permettono di sfruttare l' energia solare a diversi livelli in tutto il mondo, soprattutto a seconda della distanza dall' equatore. Anche se l' energia solare si riferisce principalmente all' uso della radiazione solare per scopi pratici, tutte le energie rinnovabili, diverse dalla geotermia e dalle maree, derivano la loro energia dal Sole in modo diretto o indiretto.
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doc-14772
I sistemi a concentrazione di energia solare (CSP) utilizzano lenti o specchi e sistemi di inseguimento per focalizzare un' ampia area di luce solare in un piccolo fascio luminoso. Il calore concentrato viene quindi utilizzato come fonte di calore per una centrale elettrica convenzionale. Esiste un' ampia gamma di tecnologie di concentrazione; i più sviluppati sono il canale parabolico, il riflettore di fresnel lineare concentrante, la parabola Stirling e la torre di energia solare. Varie tecniche sono utilizzate per tracciare il Sole e la luce di messa a fuoco. In tutti questi sistemi un fluido di lavoro viene riscaldato dalla luce solare concentrata e quindi utilizzato per la produzione di energia o l' accumulo di energia.
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doc-14756
Nel 1897 Frank Shuman, inventore, ingegnere e pioniere dell' energia solare statunitense, costruì nel 1897 un piccolo motore solare dimostrativo che rifletteva l' energia solare in scatole quadrate riempite di etere, che ha un punto di ebollizione inferiore a quello dell' acqua, e che erano dotate internamente di tubi neri che a loro volta alimentavano un motore a vapore. Nel 1908 Shuman fondò la Sun Power Company con l' intento di costruire grandi centrali solari. Egli, insieme al suo consulente tecnico A. S. E. Ackermann e il fisico britannico Sir Charles Vernon Boys, hanno sviluppato un sistema migliorato che utilizza specchi per riflettere l' energia solare sulle scatole dei collettori, aumentando la capacità di riscaldamento fino al punto che ora l' acqua potrebbe essere usata al posto dell' etere.
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doc-14775
Agricoltura e orticoltura cercano di ottimizzare la cattura dell' energia solare per ottimizzare la produttività delle piante. Tecniche quali i cicli di semina temporizzati, l' orientamento personalizzato delle file, le altezze scaglionate tra le file e la miscelazione di varietà vegetali possono migliorare le rese delle colture. Mentre la luce solare è generalmente considerata una risorsa abbondante, le eccezioni sottolineano l' importanza dell' energia solare per l' agricoltura. Durante le brevi stagioni vegetative della Piccola Era Glaciale, i contadini francesi e inglesi lavorarono muri di frutta per massimizzare la raccolta di energia solare. Queste pareti fungevano da masse termiche e acceleravano la maturazione mantenendo le piante calde. I primi muri di frutta sono stati costruiti perpendicolarmente al terreno e rivolti a sud, ma nel corso del tempo, pareti inclinate sono stati sviluppati per fare un uso migliore della luce solare. Nel 1699, Nicolas Fatio de Duillier suggerì addirittura di usare un meccanismo di inseguimento che potesse ruotare per seguire il Sole. Le applicazioni dell' energia solare in agricoltura oltre alle colture agricole includono il pompaggio dell' acqua, l' essiccazione delle colture, l' essiccazione dei pulcini da nidificazione e l' essiccazione del letame di pollo. Più di recente la tecnologia è stata abbracciata dagli vinificatori, che utilizzano l' energia generata dai pannelli solari per alimentare i torchi d' uva.
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doc-5290
Le trasformazioni di energia nell' universo nel corso del tempo sono caratterizzate da vari tipi di energia potenziale che è stata disponibile dal Big Bang successivamente essere "rilasciato" (trasformato in più tipi attivi di energia come l' energia cinetica o radiante) quando un meccanismo di attivazione è disponibile. Esempi familiari di tali processi includono il decadimento nucleare, in cui l' energia viene rilasciata che originariamente era "immagazzinata" in isotopi pesanti (come uranio e torio), per nucleosintesi, un processo che in ultima analisi utilizza l' energia potenziale gravitazionale liberata dal collasso gravitazionale delle supernovae, per immagazzinare energia nella creazione di questi elementi pesanti prima che venissero incorporati nel sistema solare e nella Terra. Questa energia viene attivata e rilasciata nelle bombe a fissione nucleare o nella produzione di energia nucleare civile. Allo stesso modo, nel caso di un' esplosione chimica, l' energia chimica potenziale viene trasformata in energia cinetica ed energia termica in un tempo molto breve. Ancora un altro esempio è quello di un pendolo. Nei punti più alti l' energia cinetica è pari a zero e l' energia potenziale gravitazionale è al massimo. Al suo punto più basso l' energia cinetica è al massimo ed è pari alla diminuzione di energia potenziale. Se uno (unrealisticamente) ipotizza che non ci sia attrito o altre perdite, la conversione di energia tra questi processi sarebbe perfetta, e il pendolo continuerebbe a oscillare per sempre.
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doc-14789
La geografia influenza il potenziale di energia solare perché le aree più vicine all' equatore hanno una maggiore quantità di radiazione solare. Tuttavia, l' uso del fotovoltaico che può seguire la posizione del sole può aumentare significativamente il potenziale di energia solare in aree più distanti dall' equatore. La variazione di tempo influenza il potenziale dell' energia solare perché durante la notte c' è poca radiazione solare sulla superficie della Terra per i pannelli solari da assorbire. Questo limita la quantità di energia che i pannelli solari possono assorbire in un giorno. La copertura nuvolosa può influenzare il potenziale dei pannelli solari perché le nuvole bloccano la luce in ingresso dal sole e riducono la luce disponibile per le celle solari.
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doc-14794
Nel 2011, un rapporto dell' Agenzia Internazionale per l' Energia ha rilevato che le tecnologie dell' energia solare come il fotovoltaico, l' acqua calda solare e l' energia solare concentrata potrebbero fornire un terzo dell' energia del mondo entro il 2060 se i politici si impegnano a limitare i cambiamenti climatici. L' energia solare potrebbe svolgere un ruolo chiave nel decarbonizzare l' economia globale, migliorando al tempo stesso l' efficienza energetica e imponendo costi ai responsabili delle emissioni di gas a effetto serra. "Il punto di forza del solare è l' incredibile varietà e flessibilità delle applicazioni, dalla piccola alla grande scala".
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doc-8348
Israele ha abbracciato l' energia solare; i suoi ingegneri sono all' avanguardia nella tecnologia dell' energia solare e le sue aziende lavorano su progetti in tutto il mondo. Oltre il 90% delle case israeliane utilizza l' energia solare per la produzione di acqua calda, la più alta al mondo. Secondo i dati del governo, il paese risparmia l' 8% del suo consumo di energia elettrica all' anno a causa del suo consumo di energia solare nel riscaldamento. L' elevata irradianza solare incidente annuale alla sua latitudine geografica crea le condizioni ideali per quella che è un' industria di ricerca e sviluppo di fama internazionale nel deserto del Negev. Israele disponeva di una moderna infrastruttura di auto elettriche che comprendeva una rete nazionale di stazioni di ricarica per facilitare la ricarica e lo scambio delle batterie dell' auto. Si pensava che questo avrebbe abbassato la dipendenza petrolifera di Israele e ridotto i costi del carburante di centinaia di automobilisti israeliani che utilizzano automobili alimentate solo da batterie elettriche. Il modello israeliano è stato studiato da diversi paesi e attuato in Danimarca e Australia. Tuttavia, l' azienda israeliana di auto elettriche all' avanguardia Better Place ha chiuso nel 2013.
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doc-14777
Lo sviluppo di un' automobile ad energia solare è stato un obiettivo ingegneristico fin dagli anni' 80. Il World Solar Challenge è una gara automobilistica biennale ad energia solare, dove squadre di università e imprese competono per oltre 3.021 chilometri in tutta l' Australia centrale da Darwin ad Adelaide. Nel 1987, quando è stato fondato, la velocità media del vincitore era di 67 chilometri all' ora (42 miglia orarie) e nel 2007 la velocità media del vincitore era migliorata a 90,87 chilometri all' ora (56,46 miglia orarie). La North American Solar Challenge e la prevista South African Solar Challenge sono competizioni comparabili che riflettono un interesse internazionale nella progettazione e nello sviluppo di veicoli a energia solare.
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doc-13729
L' utilizzo dell' energia solare ed eolica in tutto il mondo ha continuato a crescere in modo significativo nel 2012. Il consumo di elettricità solare è aumentato del 58%, raggiungendo 93 terawattora (TWh). L' utilizzo dell' energia eolica nel 2012 è aumentato del 18,1%, raggiungendo i 521,3 TWh. Le capacità installate a livello mondiale di energia solare ed eolica hanno continuato ad espandersi, anche se i nuovi investimenti in queste tecnologie sono diminuiti nel corso del 2012. In tutto il mondo gli investimenti in energia solare nel 2012 sono stati 140,4 miliardi di dollari, con un calo dell' 11 per cento rispetto al 2011, e gli investimenti in energia eolica sono scesi del 10,1 per cento, a 80,3 miliardi di dollari. Ma a causa dei minori costi di produzione per entrambe le tecnologie, le capacità complessive installate sono cresciute drasticamente. Questo calo degli investimenti, ma la crescita della capacità installata potrebbe nuovamente verificarsi nel 2013. Gli analisti prevedono che il mercato triplicherà entro il 2030. Nel 2015 gli investimenti nelle energie rinnovabili hanno superato i fossili.
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