Secondo Shuman, fino a quale percentuale di acqua calda sanitaria può essere fornita dagli impianti solari?
doc-14758
I sistemi solari ad acqua calda utilizzano la luce solare per riscaldare l' acqua. In basse latitudini geografiche (meno di 40 gradi) dal 60 al 70% del consumo di acqua calda sanitaria con temperature fino a 60 °C può essere fornito da sistemi di riscaldamento solare. I tipi più comuni di scaldabagni solari sono i collettori a tubi evacuati (44%) e i collettori piani vetrati (34%) generalmente utilizzati per l' acqua calda sanitaria e i collettori in plastica non smaltata (21%) utilizzati principalmente per riscaldare le piscine.
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doc-14757
Shuman ha costruito la prima centrale solare termica del mondo a Maadi, in Egitto, tra il 1912 e il 1913. L' impianto di Shuman utilizzava i trogoli parabolici per alimentare un motore da 45-52 kilowatt (60-70 CV) che pompava oltre 22.000 litri (4.800 imp gal; 5.800 US gal) di acqua al minuto dal fiume Nilo ai campi adiacenti di cotone. Anche se lo scoppio della prima guerra mondiale e la scoperta del petrolio a buon mercato negli anni Trenta scoraggiò il progresso dell' energia solare, la visione di Shuman e il design di base furono resuscitati negli anni Settanta con una nuova ondata di interesse per l' energia solare termica. Nel 1916 Shuman è stato citato nei media per sostenere l' utilizzo dell' energia solare, dicendo: Maadi, Egitto.
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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-14759
A partire dal 2007, la capacità totale installata degli impianti solari di acqua calda è di circa 154 gigawatt termici (GW). La Cina è leader mondiale nel suo sviluppo con 70 GWth installati nel 2006 e un obiettivo a lungo termine di 210 GWth entro il 2020. Israele e Cipro sono i leader pro capite nell' uso dei sistemi solari ad acqua calda con oltre il 90% delle case che li utilizzano. Negli Stati Uniti, Canada e Australia il riscaldamento delle piscine è l' applicazione dominante dell' acqua calda solare con una capacità installata di 18 GWth a partire dal 2005.
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doc-13861
L' impianto di trattamento delle acque reflue e il sistema di distribuzione delle condutture idriche, le stazioni di pompaggio e gli impianti di stoccaggio forniscono acqua a circa 62.000 clienti in città. C' è anche un impianto di depurazione delle acque reflue situato sulla riva sud del fiume James. Questo impianto può trattare fino a 70 milioni di litri d' acqua al giorno di acque reflue igienico-sanitarie e acque piovane prima di restituirle al fiume. L' utilità delle acque reflue inoltre gestisce e mantiene 1.500 miglia (2.400 km) di fognature sanitarie e stazioni di pompaggio, 38 miglia (61 km) di linee fognarie di intercettazione, e il bacino di ritenzione Shockoe Retention, un serbatoio di acqua piovana da 44 milioni di milioni di galloni utilizzato durante le piogge pesanti.
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doc-14766
La distillazione solare può essere utilizzata per rendere l' acqua potabile salina o salmastra. Il primo esempio registrato fu quello degli alchimisti arabi del XVI secolo. Un progetto di distillazione solare su larga scala fu costruito nel 1872 nella città mineraria cilena di Las Salinas. L' impianto, che aveva una superficie di raccolta solare di 4.700 m2 (51.000 piedi quadrati), poteva produrre fino a 22.700 L (5.000 imp gal; 6.000 US gal) al giorno e funzionare per 40 anni. I singoli modelli di still design includono monopendenza, doppio pendenza (o tipo di serra), verticale, conica, assorbitore invertito, multi-wick e effetto multiplo. Queste foto possono funzionare in modalità passiva, attiva o ibrida. Gli alambicchi a doppia pendenza sono i più economici per scopi domestici decentralizzati, mentre le unità attive a effetto multiplo sono più adatte per applicazioni su larga scala.
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doc-14780
I processi chimici solari utilizzano l' energia solare per produrre reazioni chimiche. Questi processi producono energia di compensazione che altrimenti verrebbe da una fonte di combustibili fossili e possono anche convertire l' energia solare in combustibili immagazzinabili e trasportabili. Le reazioni chimiche indotte dal sole possono essere suddivise in reazioni chimiche termochimiche o fotochimiche. La fotosintesi artificiale può produrre una varietà di combustibili. La chimica catalitica multielettronica coinvolta nella produzione di combustibili a base di carbonio (come il metanolo) dalla riduzione dell' anidride carbonica è impegnativa; un' alternativa praticabile è la produzione di idrogeno dai protoni, anche se l' uso dell' acqua come fonte di elettroni (come fanno le piante) richiede padroneggiare l' ossidazione multielettronica di due molecole di acqua per l' ossigeno molecolare. Alcuni prevedono che entro il 2050 saranno operativi impianti solari nelle aree metropolitane costiere - la scissione dell' acqua di mare che fornisce idrogeno da far passare attraverso le adiacenti centrali elettriche a celle a combustibile e il sottoprodotto puro dell' acqua che entra direttamente nel sistema idrico comunale. Un' altra visione riguarda tutte le strutture umane che ricoprono la superficie terrestre (cioè strade, veicoli ed edifici) facendo la fotosintesi in modo più efficiente rispetto alle piante.
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doc-1591
Il petrolio greggio sintetico, noto anche come syncrude, è la produzione di un impianto per l' aggiornamento del bitume utilizzato per la produzione di sabbia petrolifera in Canada. Le sabbie bituminose vengono estratte utilizzando enormi pale elettriche (100 tonnellate di capacità) e caricate in dumper ancora più grandi (400 tonnellate di capacità) per spostarsi in un impianto di aggiornamento. Il processo utilizzato per estrarre il bitume dalla sabbia è un processo ad acqua calda originariamente sviluppato dal Dr. Karl Clark dell' Università di Alberta durante gli anni Venti. Dopo l' estrazione dalla sabbia, il bitume viene alimentato in un potenziatore bituminoso che lo trasforma in petrolio greggio leggero equivalente. Questa sostanza sintetica è sufficientemente fluida da poter essere trasferita attraverso oleodotti convenzionali e può essere immessa nelle raffinerie di petrolio convenzionali senza ulteriori trattamenti. Nel 2015 gli aggiornamenti canadesi del bitume producevano oltre 1 milione di barili (160×10^3 m3) al giorno di petrolio greggio sintetico, di cui il 75% esportato nelle raffinerie degli Stati Uniti.
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doc-14752
La radiazione solare è assorbita dalla superficie terrestre terrestre, dagli oceani - che coprono circa il 71% del globo - e dall' atmosfera. L' aria calda contenente acqua evaporata dagli oceani sale, provocando circolazione atmosferica o convezione. Quando l' aria raggiunge un' altitudine elevata, dove la temperatura è bassa, il vapore acqueo si condensa in nuvole che piovono sulla superficie terrestre, completando il ciclo dell' acqua. Il calore latente di condensazione dell' acqua amplifica la convezione, producendo fenomeni atmosferici come vento, cicloni e anticicloni. La luce solare assorbita dagli oceani e dalle masse terrestri mantiene la superficie ad una temperatura media di 14 °C. Con la fotosintesi le piante verdi convertono l' energia solare in energia chimicamente immagazzinata, che produce cibo, legno e biomassa da cui derivano i combustibili fossili.
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doc-13701
Secondo una proiezione 2011 dell' Agenzia Internazionale per l' Energia, le centrali solari possono produrre la maggior parte dell' elettricità mondiale entro 50 anni, riducendo significativamente le emissioni di gas serra che danneggiano l' ambiente. L' IEA ha dichiarato:"Gli impianti fotovoltaici e solari termici possono soddisfare la maggior parte della domanda mondiale di energia elettrica entro il 2060 - e la metà di tutti i fabbisogni energetici - con impianti eolici, idroelettrici e a biomassa che forniscono gran parte della restante generazione". "L' energia solare fotovoltaica e concentrata insieme può diventare la principale fonte di energia elettrica".
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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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