L’energia fotovoltaica tra mito e realtà
08/04/2009 - Molti pensano (o si illudono?) che l’energia solare possa essere una risposta ai fabbisogni energetici del mondo, o almeno dell’Italia: Purtroppo, dati alla mano, le cose sono un po’ diverse La vostra casa probabilmente ha un contratto da 3KW e
Molti pensano (o si illudono?) che l’energia solare possa essere una risposta ai fabbisogni energetici del mondo, o almeno dell’Italia: Purtroppo, dati alla mano, le cose sono un po’ diverse
La vostra casa probabilmente ha un contratto da 3KW e consumererà 3MWh l’anno. Un paese come l’Italia ha bisogno – a spanne – di 100GW di potenza elettrica installata, e consuma 360,000GWh di energia l’anno. La maggior parte di questa energia, circa il 70%, viene dal gas, dal 
petrolio o dal carbone (soprattutto dal primo), mentre il 10% viene dall’idroelettrico, e circa altrettanto viene importato dall’estero (e almeno in parte quindi è nucleare). Se si elimina l’idroelettrico, le fonti cosiddette alternative o rinnovabili coprono circa il 2% del totale, soprattutto geotermico ed eolico, e la percentuale legata al fotovoltaico è uno zero virgola qualcosa. Il solare è uno zero virgola anche in paesi come la Germania, dove la legislazione è favorevole, e la colpa non è delle condizioni climatiche.
FALSI MITI SULL’ENERGIA SOLARE – Il problema dell’energia solare come fonte consistente di energia elettrica è che non ha un passato, non ha un presente, e – salvo miracoli – non ha un futuro. Il Sole irradia sulla terra un massimo di 1.3KW di potenza per ogni metro quadro di superficie. Siccome questa energia arriva all’equatore più che al polo Nord, più d’Inverno che d’Estate, solo di giorno e solo se non ci sono nuvole, la potenza effettivamente utilizzabile è molto di meno. La media alle nostre latitudini è di 200W al metro quadro, e la media invernale sicuramente è ben inferiore, probabilmente la metà. Ci sono due modi per produrre energia elettrica a partire dalla luce solare: usare il calore del Sole per scaldare l’acqua (solare termico), o usarlo per creare correnti elettriche tramite particolari dispositivi elettronici (solare fotovoltaico).
IL FOTOVOLTAICO – Per produrre l’energia elettrica che serve all’Italia occorrono un miliardo di metri quadri di pannelli solari, se supponiamo un’efficienza energetica del 100% (che ovviamente è impossibile), cioè 1,000kmq. Ovviamente nessuno dice di produrre il 100% dell’energia col fotovoltaico (anche perché di notte non avremmo energi
a, e servirebbero centrali di accumulazione idroelettrica, come quella di Presenzano, dove si pompa l’acqua in collina di giorno per produrre energia di notte facendola cadere a valle). Ma l’idea di produrre tutta l’energia col solare è un buon modo per rendersi conto dell’assurdità del solare: sicuramente produrre l’1% del fabbisogno è molto meglio, esattamente come 100mg di cianuro sono meglio di 10g. Tappezzare una superficie pari a quella della città di Roma di pannelli ha ovviamente un costo mostruoso. Facciamo dei conti a spanne: secondo Wikipedia 1Wp (Watt di picco) di energia solare costa 5€, (e 1Wp è misurato in condizioni molto ideali) quindi produrre tutta l’energia elettrica italiana implicherebbe 500-1,000 miliardi di euro di investimenti (in realtà molto di più, considerando tutta la filiera produttiva, l’installazione, i terreni…). Per l’Enea i costi sarebbero anche più alti. Investimenti una tantum, certo, ma sicuramente molto più dei 70 miliardi l’anno di bolletta energetica…
IL RENDIMENTO ENERGETICO - Nel caso dei pannelli fotovoltaici, infatti, il rendimento non è certamente il 100%, ma il 10%: occorrererebbe tappezzare 5-10 città come Roma di pannelli (dai dati Wikipedia parrebbe che bastano 700kmq di terreno per produrre tutta l’energia: questo è vero solo in assenza di nuvole, in piena giornata, col Sole a picco, e non in pieno Inverno, infatti estrapolando i dati di questo sito si arriva a 5,000kmq). Da dove viene questo 10%? Il pannello fotovoltaico è un dispositivo elettronico che converte l’energia luminosa in energia elettrica. Il Sole emette energia sotto forma di fotoni che hanno una certa energia (la quantità di fotoni per ogni livello di energia si chiama “spettro Solare“, ed è composto di luce visibile, infrarossi, ultravioletti – quelli che fanno male all’abbronzatura). Il pannello fotovoltaico è composto di un materiale semiconduttore, che ha due livelli energetici: quando arriva un fotone con sufficiente energia, una carica elettrica salta ad un livello energetico superiore e (se tutto va bene) diventa energia elettrica. Il problema è che tutta l’energia solare sotto il livello di soglia (la differenza tra i due livelli energetici, il “bandgap”) non ha alcun effetto, e tutta l’energia solare oltre il livello della soglia ha un effetto pari alla soglia stessa, e tutta l’energia in eccesso è sprecata. L’efficienza teorica della cella fotovoltaica in silicio è il 15%.
I MATERIALI E LE TECNOLOGIE - A questo punto prendete tre cose: un diamante, un cristallo Swarovski e un pezzo di vetro. Quale dei tre costa di più? Il diamante è un cristallo puro (di carbonio), l’analogo di una cella fotovoltaica monocristallina (di silicio), che ha un’efficienza del 15%. Il cristallo è fatto
di tanti piccoli diamanti messi assieme in maniera disordinata, l’analogo della cella fotovoltaica policristallina, che ha un’efficienza un po’ minore (e un costo molto minore). Il vetro è un diamante fuso senza alcuna struttura cristallina, e l’analogo fotovoltaico, il silicio amorfo, costa poco, ma la sua efficienza è circa il 5%. Ci sono materiali alternativi? A livello di ricerca se ne parla, in pratica tutti i pannelli che mi capita di vedere in giro sono policristallini: a meno di una rivoluzione tecnologica (per esempio, plastiche fotosensibili), il fotovoltaico è una curiosità tecnologica senza molta rilevanza sul piano energetico.
IL SOLARE TERMICO – Soffermiamoci per un momento anche sull’altra possibile modalità di utilizzo dell’energia solare. I pannelli solari termici possono avere un rendimento 2-3 volte superiore al fotovoltaico, e quindi i problemi scalano di un fattore 2-3. In effetti, a qualcosa possono servire per l’acqua calda, ma siccome gli uomini non usano energia solo per farsi la doccia, è difficile credere che il solare termico sarà mai rilevante, visto che sarebbe necessario riempire 3-4 città come Roma di pannelli ad acqua calda (con tanto centrale a vapore nel retrobottega per produrre energia elettrica). Bisogna rassegnarsi: l’energia solare è un’energia alternativa: è alternativa però soltanto alla produzione di energia elettrica tramite alternatori attaccati alle cyclette delle palestre.
Weissbach, se partecipi a una discussione di questo tipo su un blog o forum rivolto alle internaute masse, o comunque in un luogo diverso da un convegno di scienziati esperti anche di economia (ma esistono? quanti saranno?), accetti implicitamente i toni e l’impostazione un po’ “da bar”. Se pensi che a decidere le politiche energetiche degli Stati sono gli Scajola (studi fatti: Giurisprudenza). A me degli espertoni dell’Enel, dove lavorava mio padre, dicevano che eolico e fotovoltaico sono stronzate (più o meno) per i noti motivi, e mi sono fatto l’idea che non avessero tutti i torti.
E se invece di guardare i Generatori studiassimo gli Utilizzatori?
se non nascevi non dovevi morire?
Il Canavesano è un piccolo blog di provincia che tempo fa ha denunciato l’operato del sindaco di un paese in provincia di Torino dove dovrebbe sorgere uno STABILIMENTO DI PRODUZIONE DI SILICIO per uso FOTOVOLTAICO.
Il blog prova che, dissimulato da pseudo-ambientalismo, ci sono interessi privati alquanto strani.
http://canavesano.splinder.com/post/19889352/Silfab:+il+problema+%C3%A8+il+sind
http://canavesano.splinder.com/post/20030968/Silfab%3A+chi+c%27%C3%A8+dietro%3F
Il tuo post è interessante, ma non consente di valutare 2 fattori:
1) la necessità di incrementare il risparmio energetico (noi siamo degli spreconi, per non parlare degli USA)
2)la necessità di salvaguardare l'ambiente, voglio suggerire un video (in inglese) che spiega semplicemente la questione http://www.yuotube.com/watch?v=zORv8wwiadQ .
La tua analisi potrà essere economicamente corretta, ma è sbagliata per tutto il resto. E' come dire che bisogna uccidere tutti i poveri per diminuire le spese sociali di una nzaione: vero, ma prova a pensarlo sul serio.
Ciao ):
Ho toppato il link, scusatemi: http://www.youtube.com/watch?v=zORv8wwiadQ
I dati del post mi paiono parecchio approssimativi. Esistono tecnologie non citate (tipo il solare a concentrazione) dal fotovoltaico e, all'interno del FV, esistono tecnologie non citate (Tellururo di Cadmio, CIS, etc.).
Il silicio amorfo rende il 45% del monocristallino, non il 33%, ed è molto più efficiente in caso di ombreggiatra o nuvole. Il CIS rende circa l'85% del monocristallino, ha gli stessi vantaggi dell'amorfo per le nuvole e costa il 25/30% in meno.
Inoltre, dire che il nostro fabbisogno è quello attuale è un errore grossolano: l'efficienza energetica parte dal risparmio (o miglior consumo) e poi dall'approvvigionamento di energie rinnovabili, una delle quali è il solare.
Infine esistono aree di scarso valore o interesse e piuttosto vaste, sia in Italia (es.: l'Aspromonte) che in zone a noi vicine (1/18° del Sahara a FV garantirebbe la produzione per tutta l'Europa, figuriamoci con la concentrazione a inseguimento), che potrebbero essere messe meglio a frutto utilizzando il FV.
Inoltre, basterebbe guardare le dinamiche di costo e efficienza del FV negli ultimi dieci anni per capire che nel giro di pochi anni pannelli molto meno costosi avranno un'efficienza molto maggiore.
Bollare tutto questo come una bufala, con ragionamenti così approssimativi mi sembra azzardato. E' ovvio che il tornaconto oggi non sia così alto, ma già si intravede (molti fattori vanno considerati per determinare l'efficienza di un impianto FV). Ma ci sono ogni giorno passi avanti che abbassano l'asticella.
tutto vero, la fisica non concede sconti a nessuno, la realtà dei fatti non è alternativa a nessuno è li nuda e cruda e non può essere smentita.
I pannelli FV non sono fonti energetiche sono dei vettori mooolto scadenti , non danno indietro l’energia utilizzata per produrli, sono assorbitori netti. Meglio usare l’energia com’ è senza farla passare nei PFV. provate a far funzionare un forno elettrolitico per la produzione di alluminio o un cementificio o peggio un’ acciaieria col fotovoltaico, mi scappa da ridere per non piangere, a meno che non vogliate rinunciare a questi prodotti senza i quali non costrusci nemmeni il pannello fotovoltaico, meditate.
considerato che: i PFV li fanno con l’energia del fossile, nucleare, idroelettrico e visto il loro bassissimo rendimento sono la ” fonte” in realtà vettore, più inquinante che c’è.