SOLARE TERMICO E SOLARE FOTOVOLTAICO

Differenze tra solare fotovoltaico e solare termico

La luce del sole è la più importante fonte di energia che abbiamo a disposizione. E’ un’energia pulita, gratuita e ancora adoperabile per alcuni miliardi di anni. Allo stato attuale, le modalità di sfruttamento di tale energia sono costituite dalle tecnologie del solare termico, del solare fotovoltaico, del solare ibrido e del solare termodinamico. Di queste, le principali - perché più evolute e diffuse- sono le prime due: il solare termico e il solare fotovoltaico.
Con solare termico si indica quella tecnologia che permette di convertire la radiazione solare in energia termica e di trasferire questa energia in un accumulatore per un suo successivo utilizzo. L'ideazione di pannelli solari termici può essere fatta risalire ai tempi dell’impero romano ma è in epoca moderna che la tecnologia si perfeziona. Nel 1767 fu inventato un primo tipo di pannello solare dall'alpinista Horace-Bénédict de Saussure: una pentola di legno foderata di sughero nero, utilizzata per cucinare che raggiungeva i 109 gradi centigradi per mezzo di un sistema di tre strati nella parte alta della pentola.
Oggi, un sistema solare termico è normalmente composto da: un pannello che riceve l'energia solare, uno scambiatore dove circola un fluido e da un serbatoio d’acqua, che viene riscaldata dal fluido stesso tramite una serpentina. Il sistema può avere due tipi di circolazione, naturale o forzata. Nel primo caso il fluido vettore del calore si sposta per convezione termica -dal basso verso l'alto-, nel secondo per mezzo di alcune pompe.
Il solare fotovoltaico permette invece di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica grazie all’effetto fotovoltaico, osservato per la prima volta da Alexandre Edmond Becquerel, nel 1839.  In base a tale fenomeno, nei materiali semiconduttori come il silicio o l’arsenuro di gallio, quando un flusso luminoso investe il reticolo cristallino, alcuni elettroni rompono i propri legami e lasciano libere delle posizioni chiamate “lacune”. Le celle fotovoltaiche sono costruite in modo da sfruttare tale fenomeno poiché creano due regioni vicine: una con eccesso di elettroni (caricati negativamente) e l’altra con eccesso di lacune positive, in modo da determinare una flusso di elettroni, ovvero una corrente elettrica.
La prima cella fotovoltaica fu realizzata dall'americano Charles Fritz, nel  1883, ed aveva un' efficienza del1-2%, ovvero soltanto tale percentuale dell'energia solare veniva convertito in energia elettrica. La prima cella basata sul silicio venne invece costruita nei laboratori della Bell, nel 1954, mentre i primi moduli fotovoltaici messi in commercio risalgono al 1963 e furono prodotti dalla giapponese Sharp.
Oggi l'efficienza dei moduli è compresa tra il 5 e il 15%, ma può arrivare anche al 40% per quei moduli utilizzati dall'industria satellitare e spaziale. Per approfondire l'argomento si consiglia la lettura di questo opuscolo redatto dall'ENEA.