Qual è la differenza tra la generazione di energia solare fotovoltaica e termica?

Con lo sviluppo dell'economia e il progresso della società, le persone hanno esigenze sempre più elevate di energia e la ricerca di nuove fonti energetiche è diventata una questione urgente per l'umanità.

Attualmente, le principali fonti di energia elettrica nell'UE sono: la produzione di energia rinnovabile (come l'energia eolica o idroelettrica), che rappresenta il 39%; l'energia nucleare, che rappresenta il 25%; il gas naturale, che rappresenta il 20%; e il carbone, che rappresenta il 13%. L'Italia, invece, non è autosufficiente in termini di energia elettrica e importa la maggior quantità di energia elettrica di tutti i Paesi europei. La generazione di energia rinnovabile rappresenta il 29,2% dell'elettricità totale generata, con l'energia idroelettrica, solare ed eolica che sono le principali fonti rinnovabili di generazione di elettricità.

L'Italia ha in gran parte abbandonato la produzione di energia elettrica a carbone per motivi ambientali e l'energia nucleare per motivi di sicurezza, affidandosi al gas naturale e alle energie rinnovabili. Oggi, con l'aumento del prezzo del gas naturale, l'energia rinnovabile è l'opzione migliore per noi. In un Paese in cui le risorse idroelettriche sono limitate e soggette alle stagioni e in cui l'energia eolica presenta notevoli limitazioni, l'uso dell'energia solare è un modo efficace di generare elettricità.

La generazione di energia solare fotovoltaica è un dispositivo che converte l'energia luminosa direttamente in elettricità attraverso l'effetto fotovoltaico o l'effetto fotochimico; le celle solari in silicio cristallino che funzionano con l'effetto fotovoltaico sono le più diffuse. Esistono celle fotovoltaiche elettrochimiche, celle fotolitiche e celle fotocatalitiche nella generazione di energia fotochimica, e sono le celle fotovoltaiche che attualmente stanno trovando applicazione pratica. Un impianto di generazione di energia fotovoltaica è composto principalmente da celle solari, batterie, regolatori e inverter. I pannelli solari sono la parte fondamentale del sistema di generazione di energia fotovoltaica e la qualità e il costo dei pannelli solari determinano direttamente la qualità e il costo dell'intero impianto. 

Le celle solari si dividono principalmente in celle di silicio cristallino e celle a film sottile: le celle solari di silicio monocristallino hanno un'efficienza di conversione fotoelettrica di circa il 20%, fino al 24%, la più alta efficienza di conversione fotoelettrica delle celle solari, ma i loro costi di produzione sono elevati. Rispetto ai moduli in silicio cristallino, il problema principale dei moduli solari a film sottile è la bassa efficienza di conversione fotoelettrica, l'enorme superficie del modulo necessaria per convertire la stessa quantità di elettricità e lo svantaggio della scarsa stabilità. Il silicio monocristallino è diventato il materiale dominante per i pannelli solari grazie alla durata di vita tipica delle celle solari monocristalline, che può arrivare fino a 15 anni e fino a 25 anni.

La conversione dell'energia della radiazione solare in energia elettrica per mezzo dell'acqua o di altre sostanze e dispositivi di lavoro è chiamata generazione di energia solare termica. Esistono due tipi di conversione: una consiste nel convertire l'energia termica solare direttamente in energia elettrica, come la generazione di energia per differenza di temperatura da semiconduttori o materiali metallici, gli elettroni caldi e gli ioni termoelettrici in dispositivi sotto vuoto, la conversione termoelettrica dei metalli alcalini e la generazione di energia da fluidi magnetici, ecc. La generazione di energia elettrica è simile a quella di un'automobile, tranne per il fatto che l'energia termica non proviene da un combustibile, ma dall'energia solare.

Esistono vari tipi di generazione di energia solare termica, principalmente i seguenti cinque tipi: sistemi a torre, sistemi a trogolo, sistemi a disco, piscine solari e generazione di energia termica a flusso d'aria da torre solare; i primi tre sono sistemi di generazione di energia solare termica a concentrazione, gli ultimi due sono non a concentrazione. Alcuni Paesi sviluppati hanno fatto della tecnologia di generazione di energia solare termica una priorità nazionale di ricerca e sviluppo e hanno realizzato decine di impianti dimostrativi di energia solare termica di vario tipo, che hanno raggiunto il livello di applicazione pratica della generazione di energia collegata alla rete.

I sistemi solari termici più promettenti disponibili al mondo possono essere ampiamente suddivisi in: sistemi di focalizzazione parabolica a fessura, sistemi di focalizzazione a ricevitore centrale o a torre solare e sistemi di focalizzazione parabolica a disco.

I sistemi solari termici a concentrazione si basano su mezzi di trasferimento del calore come l'acqua, il vapore acqueo e il sale fuso, che possono essere riscaldati fino a 450 gradi Celsius nel ricevitore e poi utilizzati per generare elettricità. Inoltre, il sistema di accumulo di calore per questo tipo di generazione di energia può immagazzinare temporaneamente l'energia termica per diverse ore in caso di picchi di domanda. La centrale solare termodinamica Archimede in Sicilia, per esempio, è la prima centrale solare al mondo a utilizzare interamente sale fuso per l'accumulo di calore.

I sistemi di focalizzazione Parabolic Trough utilizzano specchi parabolici cilindrici per raccogliere la luce solare su un ricevitore a forma di tubo e riscaldare la massa di trasferimento del calore all'interno del tubo per produrre vapore in uno scambiatore di calore che aziona una turbina convenzionale per generare elettricità. I sistemi solari termici a torre utilizzano una serie di eliostati fissi che inseguono il sole in modo indipendente per raccogliere la luce solare su un ricevitore in cima a una torre fissa per generare alte temperature.

Oltre ai metodi tradizionali di generazione di energia solare termica menzionati in precedenza, si sono registrati progressi in nuove aree di ricerca, come la generazione di energia da camini solari e la generazione di energia da laghetti solari.

Tuttavia, la centrale solare termodinamica richiede una superficie molto ampia e viene solitamente utilizzata come struttura pubblica e non è adatta alle comuni abitazioni. Per noi, l'uso della generazione di energia solare fotovoltaica è perfettamente realizzabile. 

Soprattutto quando arriva il freddo inverno, scegli Maysun Solar, perché abbiamo pannelli solari di qualità adatti alle tue esigenze, come la nostra serie TwiSun di moduli a doppio vetro con tassi di conversione più elevati e un aspetto migliore. Siamo un produttore di moduli fondato nel 2008 e con una vasta esperienza professionale. Se siete interessati a saperne di più sul fotovoltaico, siamo qui per aiutarvi con tutto ciò di cui avete bisogno. Contattaci subito via WhatsApp e ottieni un preventivo. Fidati di noi. Ne vale la pena!!!