La radiazione solare che entra nell'atmosfera è una fonte diretta di energia solare. Due modi per sfruttare l'energia del sole sono il solare termico e il fotovoltaico. Questo porta alla domanda solare termico vs fotovoltaico, qual è meglio? Leggi l'articolo per scoprire questo e altri fatti correlati.
Solare termico contro fotovoltaico: una panoramica
Gli impianti solari fotovoltaici, detti anche impianti solari fotovoltaici e impianti solari termici, sono due tecnologie distinte che vengono spiegate di seguito:
Fotovoltaico solare
L'effetto fotovoltaico, in cui un fotone, componente elementare della luce, interagisce con un pannello costituito da semiconduttori, è alla base dell'energia fotovoltaica. Il componente principale dei semiconduttori è il silicio. Quando colpisce i semiconduttori, il fotone libera elettroni. In seguito all'esposizione alla luce, questa reazione produce energia. I semiconduttori sono disposti in sottili strati che generano una corrente elettrica nei pannelli solari fotovoltaici. Questi semiconduttori sono il componente che alimenta le celle solari. La corrente elettrica viene catturata dai semiconduttori e trasformata in energia per case e aziende.
solare termico
I sistemi solari termici generano calore, mentre i pannelli solari fotovoltaici generano energia elettrica . Entrambi i metodi consumano poca energia, ma il fotovoltaico può essere utilizzato solo quando splende il sole. Nelle giornate nuvolose, è comunque funzionante, ma la sua capacità di produrre energia si riduce dal 10% al 30%. L'acqua riscaldata con la tecnologia solare termica può essere immagazzinata per un uso successivo, aumentando l'efficienza energetica. Nei sistemi solari termici, l'acqua riscaldata viene in genere immagazzinata in serbatoi fino al momento del bisogno.
Solare termico concentrato contro fotovoltaico: qual è la differenza?
Innanzitutto, i sistemi solari termici a concentrazione (CSP) generano elettricità trasformando l'energia solare in calore ad alta temperatura. Il funzionamento di questa specifica tecnologia prevede che l'energia solare venga focalizzata da una serie di riflettori e che l'energia concentrata venga poi utilizzata per alimentare un generatore elettrico e un motore termico. Gli impianti di questo tipo sono suddivisi in due sezioni: una che raccoglie l'energia solare e la trasforma in calore, e un'altra che trasforma l'energia termica in elettricità. La corrente alternata (CA) viene prodotta indirettamente tramite i sistemi CSP, il che ne facilita la distribuzione nella rete elettrica.
Al contrario, le celle solari fotovoltaiche (FV) sono completamente diverse da quelle a concentrazione solare (CSP). I pannelli solari FV utilizzano la luce del sole, a differenza dei pannelli CSP che sfruttano l'energia solare. In altre parole, il fotovoltaico è il processo di conversione diretta della luce in energia . Le celle solari FV assorbono la luce, liberando gli elettroni. Questo è il meccanismo di funzionamento. La corrente prodotta dal flusso di elettroni liberi crea una corrente elettrica continua (CC) dopo essere stata catturata e trasferita in fili (CC). Una volta generata, la corrente continua viene convertita in corrente alternata (CA), in genere tramite inverter, in modo da poter essere distribuita nella rete elettrica.
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Solare termico o fotovoltaico: qual è più efficiente?
A differenza di un impianto solare termico, che richiede solo 3-4 m² di superficie sul tetto, un impianto fotovoltaico può necessitare fino a 10 m². La ragione di ciò risiede nella sua elevata efficienza. Il fotovoltaico ha un'efficienza compresa tra il 15% e il 20% , mentre il solare termico può convertire circa il 90% della radiazione in calore. Questa percentuale è in costante aumento grazie ai progressi della tecnologia dei pannelli solari. È importante notare che, se un impianto solare termico viene utilizzato per riscaldare l'acqua, richiederà uno spazio interno. Lo spazio necessario per un impianto fotovoltaico è quasi interamente occupato dalle celle solari e da poco altro. Inoltre, un impianto fotovoltaico necessita solo dell'aggiunta di pochi cavi e di un trasformatore all'interno dell'abitazione, occupando pochissimo spazio.
Un sistema solare termico presenta alcuni inconvenienti, pur essendo potenzialmente più efficace, soprattutto per il riscaldamento dell'acqua. La durata, le difficoltà generali e le esigenze di manutenzione dei sistemi solari termici sono generalmente superiori. Basti pensare alla complessità di un impianto di riscaldamento solare : cattura la luce, la converte in energia e riscalda l'aria o l'acqua nell'ambiente circostante. A differenza di un impianto fotovoltaico, che genera energia per un utilizzo su larga scala, un sistema solare termico, con i suoi numerosi componenti e le parti mobili, aumenta la probabilità di problemi e i costi.
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Solare termico o fotovoltaico: quale ha più capacità?
La capacità delle centrali fotovoltaiche più grandi supera i 500 megawatt , mentre quella delle centrali termoelettriche più grandi è di 400 megawatt. In genere, le centrali termoelettriche generano una potenza inferiore rispetto a questi valori.
Solare termico o fotovoltaico: quale è più costoso?
Costo del sistema fotovoltaico
Il costo del solare fotovoltaico è influenzato dal desiderio di elettricità. In genere, un sistema solare fotovoltaico da 3KW è necessario per una famiglia nucleare di tre o quattro persone.
In genere, un impianto da 3 kW è composto da 10-12 pannelli, ciascuno dei quali produce 300 watt di elettricità. I costi variano da 4,500 a 6,500 dollari . Un singolo gruppo di pannelli può costare tra i 500 e i 600 dollari.
Costo del sistema solare termico
Gli impianti solari termici sono leggermente più economici degli impianti fotovoltaici. Un impianto solare adatto alla tua casa potrebbe costare tra i 3000 e i 6,000 dollari.
In altri casi, tuttavia, il prezzo potrebbe salire. Gli impianti termici richiedono più manutenzione rispetto agli impianti fotovoltaici. Ogni tre o cinque anni, dovrai far revisionare i tuoi impianti di riscaldamento.
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Solare termico o fotovoltaico: qual è il migliore?
L'energia può essere convertita facilmente da una forma all'altra, ma farlo diminuisce l'efficienza. Pertanto, è preferibile scegliere prima il tipo di vitalità di cui si ha bisogno.
Il fotovoltaico (FV) è l'opzione migliore se si desidera produrre elettricità. Il solare termico è invece più indicato se si necessita di energia termica. Ipotizziamo di aver bisogno sia di calore che di energia elettrica. In questo caso, il fotovoltaico sarebbe una soluzione migliore rispetto al solare termico perché, con le tecnologie attuali, l'energia elettrica può essere facilmente convertita in qualsiasi altra forma di energia. Inoltre, i sistemi solari stanno diventando sempre più efficienti. Il costo dei moduli fotovoltaici si è ridotto dell'80% dal 2009. Al contrario, i progressi tecnologici nel settore del solare termico sono stati meno significativi.
Il solare termico e il solare fotovoltaico sono utilizzati in vari modi; per la maggior parte, il termico cattura il calore mentre il fotovoltaico genera elettricità. Ora che conosciamo alcune caratteristiche dei sistemi solari termici e fotovoltaici, possiamo facilmente giungere alla conclusione che il solare termico è più efficiente e più economico, tuttavia il fotovoltaico fornisce più potenza in uscita.
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