Punti salienti storici e moderne applicazioni del solare
Come è stata scoperta l’energia solare?
Se vuoi essere pedante, potresti supporre che l’energia solare sia stata scoperta per la prima volta da batteri molto antichi. Il sole è stato la forza trainante per tutta la vita sulla Terra da quando i primi microbi hanno sviluppato la capacità di fotosintesi, circa 2,3 miliardi di anni fa.
Ironia della sorte, questo ha portato a una devastante catastrofe ambientale nota come Grande Evento di Ossigenazione 1 , causata dall’emissione di ossigeno gassoso come sottoprodotto della fotosintesi. Mentre questi primi organismi a energia solare hanno causato un’estinzione di massa, l’energia solare oggi potrebbe contenere la chiave per prevenire una crisi planetaria.
Dove è iniziata l’energia solare moderna?
Le radici della moderna energia solare possono essere fatte risalire al 1839.
Fu in questo momento che un fisico francese di 19 anni, AE Becquerel, la cui attenzione fino a quel momento era stata correlata alla fosforescenza e alla luminescenza, scoprì l’effetto fotovoltaico. Ha scoperto che quando le lastre d’oro o di platino venivano immerse in una soluzione, quindi esposte a radiazioni solari irregolari, veniva generata una corrente elettrica. Questa scoperta è stata colta da scienziati di tutto il mondo.
All’inizio del 1860, un matematico francese di nome August Mouchet iniziò a registrare brevetti per motori ad energia solare. Nel 1878, Mouchet e il suo assistente Abel Pifre – che avrebbe continuato a sviluppare la prima macchina da stampa ad energia solare – esibirono il loro motore ad energia solare all’Esposizione Universale di Parigi, vincendo una medaglia d’oro per i loro sforzi. Sfortunatamente, il lavoro di Mouchet era in anticipo sui tempi. Il governo francese ha stabilito che l’energia solare non era economicamente sostenibile e hanno interrotto il suo finanziamento. Fortunatamente, la tecnologia solare arrancava.
Come è stata commercializzata l’energia solare?
Nel 1883, l’inventore americano Charles Fritz creò la prima cella solare al selenio funzionante.
Nel 1888, uno scienziato russo di nome Aleksandr Stoletov costruì e brevettò la prima vera cella solare. Nel 1891, l’inventore di Baltimora Clarence Kemp brevettò il primo scaldacqua solare commerciale. Nel 1905 l’energia solare fu portata sotto i riflettori del mondo quando il famoso fisico Albert Einstein pubblicò un documento sull’effetto fotoelettrico e su come i pacchetti di luce trasportano energia.
Ulteriori innovazioni sarebbero arrivate sulla scia delle importanti scoperte di Einstein sui meccanismi alla base dell’effetto fotoelettrico. Questa nuova conoscenza ha consentito a Bell Labs di produrre la prima moderna cella solare nel 1954. Sebbene questo progetto sia stato un pioniere della tecnologia dell’energia solare come la conosciamo oggi, era terribilmente inefficiente. Costava $ 250 per generare solo 1 watt di elettricità, rispetto ai $ 2 – $ 3 per watt delle centrali a carbone dell’epoca.
Le celle solari in quella fase erano ancora adatte per l’uso nello spazio e nel 1958 la sonda spaziale Vanguard 1 utilizzava il solare come fonte di energia di riserva. Un anno dopo, è stata sviluppata una cella solare con un’efficienza del 10%, ma ha comunque visto un utilizzo minimo al di fuori dei voli spaziali.
La carenza di petrolio ha alimentato la crescita dell’energia solare
I primi anni ’70 hanno portato un aumento di rinnovato interesse per il potenziale dell’energia solare come fonte rinnovabile di elettricità.
All’epoca, una crisi petrolifera mondiale e crescenti preoccupazioni ambientali hanno portato a nuovi sforzi per sviluppare alternative ai combustibili fossili. I progressi nell’efficienza solare hanno ridotto il prezzo per watt da oltre $ 100 a circa $ 20.
Gli anni 2000 e 2010 hanno portato un progresso ancora maggiore nel mondo della tecnologia dell’energia solare. Il costo è diminuito drasticamente, con l’aumento dell’efficienza. Oggi, quasi un milione di case negli Stati Uniti utilizzano l’energia solare per tutta o parte della loro elettricità.
Il futuro del solare: nuovi miglioramenti nelle celle fotovoltaiche
Oggi, le celle fotovoltaiche hanno un’efficienza di circa il 15%.
Ciò significa che l’85% della luce che ricevono non viene convertita in elettricità utilizzabile. Gli scienziati sperimentano continuamente nuove tecnologie che possono aumentare l’efficienza, rendendo i pannelli solari più efficaci. Nuovi sviluppi come nanoparticelle fotosensibili e arseniuro di gallio potrebbero potenzialmente essere in grado di catturare la luce solare in modo più efficiente rispetto alle celle fotovoltaiche esistenti e sono in fase di sviluppo anche progressi nella tecnologia di stoccaggio dell’energia solare. Proprio di recente, i ricercatori della Ohio State University hanno creato una batteria solare che è sia il 20% più efficiente e il 25% meno costosa rispetto a quelle oggi sul mercato.
Poiché la tecnologia solare continua a migliorare, le nuove celle solari realizzate con nuovi materiali continueranno a diventare più efficienti nel convertire la luce in elettricità. Insieme a costi sempre più bassi, l’energia solare è pronta per essere una delle più importanti tecnologie di energia rinnovabile dei prossimi decenni.
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