Perché la geografia ha un effetto sulla quantità di energia solare disponibile?
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-14790
Inoltre, la disponibilità di terra ha un grande effetto sull' energia solare disponibile perché i pannelli solari possono essere installati solo su terreni non posseduti e adatti per i pannelli solari. I tetti sono stati trovati come un luogo adatto per le celle solari, come molte persone hanno scoperto che possono raccogliere energia direttamente dalle loro case in questo modo. Altre aree adatte per le celle solari sono quelle che non sono di proprietà delle aziende in cui è possibile realizzare impianti solari.
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doc-14788
La grande quantità di energia solare disponibile la rende una fonte di energia elettrica estremamente attraente. Il Programma di sviluppo delle Nazioni Unite nella sua valutazione energetica mondiale del 2000 ha rilevato che il potenziale annuo dell' energia solare era di 1.575-49.837 exajoule (EJ). Si tratta di un consumo energetico mondiale superiore di molte volte al consumo totale mondiale, che nel 2012 è stato di 559,8 EJ.
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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-13702
Nel 2013, la Cina è leader mondiale nella produzione di energia rinnovabile, con una capacità totale di 378 GW, principalmente da energia idroelettrica ed eolica. A partire dal 2014, la Cina è leader mondiale nella produzione e nell' utilizzo di energia eolica, solare fotovoltaico e tecnologie smart grid, che generano quasi la stessa quantità di energia idrica, eolica e solare di tutte le centrali elettriche di Francia e Germania combinate. Il settore delle energie rinnovabili in Cina sta crescendo più velocemente dei combustibili fossili e della capacità nucleare. Dal 2005, la produzione di celle solari in Cina è aumentata di 100 volte. Con l' aumento della produzione cinese di energia rinnovabile, i costi delle tecnologie energetiche rinnovabili sono diminuiti. L' innovazione ha contribuito, ma il principale fattore trainante della riduzione dei costi è stata l' espansione del mercato.
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doc-14792
L' energia solare è la conversione della luce solare in elettricità, sia direttamente con il fotovoltaico (PV), sia indirettamente con l' energia solare concentrata (CSP). I sistemi CSP utilizzano lenti o specchi e sistemi di tracciamento per focalizzare un' ampia area di luce solare in un piccolo fascio luminoso. FV converte la luce in corrente elettrica utilizzando l' effetto fotoelettrico.
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doc-8310
Nelle altre regioni di montagna estrema possono essere ventose, fredde, e le zone a quota di 750 metri o più (stessa altezza come Gerusalemme) riceveranno di solito almeno una nevicata ogni anno. Da maggio a settembre, piogge in Israele è raro. Grazie alle scarse risorse idriche, Israele ha sviluppato diverse tecnologie di risparmio idrico, tra cui l' irrigazione a goccia. Gli israeliani approfittano anche della notevole luce solare disponibile per l' energia solare, rendendo Israele la nazione leader nell' uso dell' energia solare pro capite (praticamente ogni casa utilizza pannelli solari per il riscaldamento dell' acqua).
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doc-14753
L' energia solare totale assorbita dall' atmosfera terrestre, dagli oceani e dalle masse terrestri è di circa 3.850.000 exajoule (EJ) all' anno. Nel 2002, questa era più energia in un' ora rispetto al mondo usato in un anno. La fotosintesi cattura circa 3.000 EJ all' anno in biomassa. La quantità di energia solare che raggiunge la superficie del pianeta è così vasta che in un anno è circa il doppio di quella che si otterrà mai da tutte le risorse non rinnovabili di carbone, petrolio, gas naturale e uranio estratto combinate, 3.850.000.
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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-5281
La luce solare è catturata anche dalle piante come energia chimica potenziale nella fotosintesi, quando l' anidride carbonica e l' acqua (due composti a bassa energia) sono convertiti in carboidrati composti ad alta energia, lipidi e proteine. Le piante rilasciano anche ossigeno durante la fotosintesi, che viene utilizzato dagli organismi viventi come accettatore di elettroni, per rilasciare l' energia di carboidrati, lipidi e proteine. Il rilascio dell' energia accumulata durante la fotosintesi come calore o luce può essere scatenata improvvisamente da una scintilla, in un incendio boschivo, oppure può essere resa disponibile più lentamente per il metabolismo animale o umano, quando queste molecole sono ingerite e il catabolismo è innescato dall' azione enzimatica.
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doc-14783
I materiali per il cambiamento di fase come la cera di paraffina e il sale Glauber sono un altro mezzo di accumulo termico. Questi materiali sono poco costosi, facilmente disponibili e possono fornire temperature domestiche utili (circa 64 °C o 147 °F). La "Dover House" (a Dover, Massachusetts) fu il primo impianto di riscaldamento al sale di Glauber, nel 1948. L' energia solare può anche essere immagazzinata a temperature elevate utilizzando sali fusi. I sali sono un mezzo di accumulo efficace perché sono a basso costo, hanno un' elevata capacità termica specifica e sono in grado di fornire calore a temperature compatibili con i sistemi di alimentazione convenzionali. Il Solar Two ha utilizzato questo metodo di accumulo dell' energia, permettendogli di immagazzinare 1,44 terajoule (400.000 kWh) nel suo serbatoio da 68 metri cubi con un' efficienza di stoccaggio annuale di circa il 99%.
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