Come funziona l'energia solare?
Esistono diversi metodi che possono essere utilizzati per far funzionare l'energia solare. Nel senso più ampio, quasi tutta l'energia sulla Terra può essere tecnicamente attribuita all'energia solare, ma la maggior parte di essa sarebbe difficile da sfruttare per uso umano. È l'implementazione di tecnologia come collettori di calore e sistemi fotovoltaici che fanno funzionare l'energia solare per gli esseri umani in modi pratici. Alcune di queste tecnologie sono implementate su scala industriale, mentre altre sono progettate specificamente per uso personale.
I due prodotti principali che il sole produce sono luce e calore. Pertanto, non sorprende che le tecnologie utilizzate per far funzionare l'energia solare si concentrino sull'utilizzo di queste due aree. Gli scaldacqua solari utilizzati in applicazioni residenziali spesso sfruttano i collettori di calore, ad esempio. In alternativa, i sistemi fotovoltaici o i pannelli solari raccolgono la luce e la convertono in elettricità.
Come con qualsiasi tipo di energia, l'energia solare può funzionare solo quando può essere adeguatamente convertita in qualche modo. Sia che ciò avvenga con le piante attraverso un processo naturale di fotosintesi, sia attraverso l'ingegneria umana, la conversione avviene in alcuni processi. L'entropia, o la seconda legge della dinamica termica, afferma che in qualsiasi conversione, l'energia potenziale nello stato iniziale sarà sempre maggiore dell'energia potenziale nello stato convertito. Pertanto, i progetti di energia solare cercano di trovare modi per convertire quell'energia nel modo più efficiente possibile.
Per la produzione solare industriale, i collettori di calore sembrano essere il punto focale. Questi sistemi sono spesso disposti in linea e sembrano un po 'come trogoli curvi. I raggi del sole colpiscono la superficie altamente riflettente dei trogoli, che concentrano il calore su un condotto situato proprio di fronte ai riflettori. All'interno di quel tubo c'è un liquido che viene riscaldato a livelli molto alti, spesso più di 5.400 gradi Fahrenheit (oltre 3.000 gradi Celsius).
Tuttavia, è ancora necessario un processo di conversione per far funzionare questo tipo di energia solare. Il liquido riscaldato viene quindi trasferito in un'altra posizione, dove produce vapore. Il vapore viene quindi utilizzato per girare le turbine, che è direttamente responsabile della produzione di elettricità. Questa elettricità viene quindi posizionata su una rete in modo che possa essere consegnata all'utente finale.
Il fotovoltaico è un altro metodo utilizzato per far funzionare l'energia solare in un'applicazione pratica. Alcuni materiali possono produrre una scintilla elettrica quando vengono colpiti dalla luce. L'elettricità può quindi essere immagazzinata in batterie o utilizzata direttamente. Questo è il modo in cui funzionano la maggior parte dei prodotti di illuminazione a energia solare, sebbene i lumen prodotti in queste luci non siano in genere così elevati come l'utilizzo di elettricità da metodi più convenzionali. Questa tecnologia sta avanzando rapidamente e sta diventando più efficiente ogni anno.