La creazione di impianti solari che vengano resi davvero efficaci richiede senz’altro un alto livello di irradiazione solare, cioè un alto livello di azione solare per costanza e forza, generando quantità significative di energia solare.

La posizione latitudinale dei paesi nei quali si effettuano ricerche sul successo del solare è molto influente.

Si vedano, negli Stati Uniti, le Hawaii, New Mexico, Colorado, Missouri, Texas, Alabama, Mississippi e ciò che ragionevolmente accomuna tali stati è che sono all’incirca alla stessa latitudine.

Ma si può citare anche il Messico: considerato una opportunità d’energia solare senza pari (secondo un rapporto creato da Greentech Media, utilizzando anche i dati del Dipartimento energetico del Messico), presenta forti potenzialità nel solare, proprio grazie alla latitudine e all’angolazione solare rispetto al mondo.

Il Messico presenta valori di irradiazione pari a circa 5 kilowattora per metro quadrato al giorno (5 kWh/m2/giorno): non solo l’irradiazione solare media del Messico è del 60% maggiore rispetto alla Germania (che offre dei dati di per sé buoni), ma, secondo l’International Energy Agency, il Messico è in grave ritardo nello sviluppo di tecnologie solari efficienti.

E poichè le reti elettriche non sono di solito costruite esclusivamente entro i confini statali, ma toccano gli altri stati, sarebbe opportuno e conveniente che gli stati in grado di utilizzare in modo efficace l’energia solare pattuissero delle giuste politiche ambientali, sia all’interno dei propri confini che negli affari con gli stati vicini, il tutto per un consumo massiccio ed efficiente di questo tipo di energia.

Questo stato è quindi un esempio chiaro di come non basta avere risorse geografiche, posizionali, naturali, per fare del rinnovabile un punto d’arrivo soddisfacente; senza politiche adeguate e responsabili, i “regali” della natura vengono malamente sprecati.

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Enel inaugura a Priolo la prima centrale solare a concentrazione: il progetto si avvale di un’intuizione dello scienziato vissuto 23 secoli fa, attualizzata da Carlo Rubbia. L’impianto rimarrà in funzione anche di notte o con le nuvole.

L’idea è semplice e antica. Il progetto Archimede prende il nome dal grande scienziato siracusano che 2000 anni fa sconfisse i nemici della sua città grazie ad una sua idea.

Il sistema utilizzato per “catturare” i raggi del sole ricorda gli “specchi ustori” che Archimede usò come armi incendiarie contro le navi romane che assediavano Siracusa durante la seconda guerra punica nel 212 a.C.

Solo che, invece di utilizzarli come armi incendiarie come fece Archimede, gli scienziati del terzo millennio li utilizzeranno per produrre energia elettrica. Non a caso, dunque, alla centrale solare termodinamica è stato dato proprio il nome dell’inventore greco.

La sperimentazione della moderna centrale solare termodinamica dell’Enel è in corso in Sicilia, in località Priolo Gargallo (Siracusa), nelle stesse terre in cui visse Archimede.

Negli anni ’90 l’Enea ha rielaborato un vecchio progetto di sistema solare a concentrazione (o termodinamico), sviluppato già negli anni ’80, ma adattandolo alle tecnologie moderne: il “progetto Archimede”.

Questo prevede la costruzione di un sistema di specchi in grado di concentrare i raggi solari verso una caldaia e produrre pertanto vapore ad alta pressione (mediante il calore generato dalla concentrazione).

La centrale ha una potenza di circa 20 MW. Il prototipo è operativo dal 2007. Al sistema del “Solare di Archimede” stanno dando un grande apporto intellettuale e scientifico i ricercatori dell’Enea.

Tra tutti, vogliamo ricordare in particolar modo lo scienziato Carlo Rubbia (ex presidente ENEA e premio Nobel per la fisica), secondo cui i costi di produzione del solare a concentrazione potranno essere ben presto simili a quelli dei combustibili fossili.

Vediamo come funziona la centrale solare di Archimede: il sole è una sorgente di calore ed energia naturale e, concentrando i suoi raggi solari mediante appositi specchi verso un unico punto, la densità di energia calorica aumenta di 100-200 volte rispetto ad una situazione normale. L’energia termica prodotta si trasforma quindi in energia cinetica mediante normali turbine mosse dal vapore; ed infine in energia elettrica, mediante gli stessi principi di una centrale elettrica tradizionale.

L’energia termica è raccolta in speciali recipienti che permetteranno di utilizzare il calore anche in un momento diverso da quello in cui lo si raccoglie. In tal modo, la produzione di energia elettrica potrà avvenire a ciclo continuo anche nelle ore notturne o in assenza del sole. Seppure a minore regime rispetto alle ore centrali della giornata.

Grandi impianti solari termodinamici (detti anche a concentrazione o Csp) sono già in funzione con successo in particolare in Spagna e Stati Uniti, ma l’invenzione sviluppata dal fisico italiano Rubbia durante la sua presidenza dell’Enea ha dato una marcia in più a questo tipo di fonte rinnovabile.

Rispetto al metodo “tradizionale”, che usa lunghe file di specchi a parabola per concentrare il calore del sole su un tubo dove scorre olio, la centrale Enel utilizza degli speciali sali fusi realizzati dall’azienda umbra Angelantoni 1 (con la partecipazione societaria della tedesca Siemens), su brevetto Enea. I sali fluidi sono composti da una miscela di nitrati di sodio e potassio, che hanno la proprietà di accumulare il calore per tempi prolungati.

Questi sali, rispetto all’olio usato per creare vapore in grado di alimentare normali turbine per la produzione di elettricità, raggiungono infatti temperature molto più elevate (550 gradi anziché 400), permettendo all’impianto di restare in funzione quasi a ciclo continuo, senza doversi fermare nelle ore notturne o in caso di nuvole.

Dunque si tratta della prima centrale al mondo ad usare i sali fusi come fluido termovettore ed è anche la prima al mondo a integrare un ciclo combinato a gas e un impianto solare termodinamico per la produzione di energia elettrica. Infatti la centrale di Archimede non è come si dice in gergo “stand alone”, ma è stata affiancata a un impianto tradizionale che aiuta a far girare le stesse turbine alimentate a gas.

“E’ un impianto unico nel suo genere che aumenta l’efficienza energetica di circa il 20-25% e consente di avere la disponibilità dell’energia accumulata anche di notte o in condizione di cielo coperto”, ha sottolineato l’ingegner Livio Vido, direttore di ingegneria e innovazione di Enel.

“E’ la punta di diamante di un processo e di un progresso continuo nelle energie rinnovabili da parte dell’Enel”, ha aggiunto il direttore generale dell’azienda Fulvio Conti all’inaugurazione. “E’ un prototipo – ha precisato – costato 60 milioni di euro capace di generare un meccanismo industriale ridotto di costi se realizzato in larga scala in tante parti del mondo”.

Un impianto, definito dallo stesso Conti “una fattoria del sole”, che è il primo al mondo a usare la tecnologia dei sali fusi integrata con un impianto a ciclo combinato a gas per la produzione di energia elettrica.

Tutto ciò è importante anche in vista del grande progetto Desertech avviato da un cartello di grandi imprese europee (tedesche in primo luogo) per realizzare decine di impianti di questo tipo nell’Africa settentrionale e sahariana. Recentemente l’Anest (Associazione nazionale energia solare termodinamica) ha inoltre sottolineato come esistano in Italia le potenzialità per realizzare entro i prossimi dieci anni centrali per 3-5000 MW, creando oltre 30 mila posti di lavoro.

Guarda il video sul Progetto Archimede:

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Colin Beavan è un bravo scrittore che, prima di scrivere questo interessante libro, si era cimentato in argomenti che nulla avevano a che vedere con l’ambientalismo. Un giorno, però, si mise in testa di provare a vivere a New York a impatto zero, cioè senza emettere CO2.

Convinse la famiglia a seguirlo in questo esperimento, e iniziarono subito dalla spazzatura, ridotta quasi a zero, poi proseguirono con la spesa dal contadino, l’uso di prodotti esclusivamente locali, la riduzione dei consumi, e così via.

Beavan ha cercato innanzitutto di coinvolgere la sua piccola figlia, perché “l’educazione dei figli è il futuro della nostra società”.

Non sono mancati chiaramente i momenti di lieve sconforto e difficoltà, vedi la decisione di non utilizzare più l’energia elettrica, il che lo ha portato ad esempio a fare il bucato a mano, come facevano le nostre nonne.

A volte diventava difficile, confessa Beavan, tant’è che in tali casi il desiderio di utilizzare la lavatrice sembrava predominare; ciò perché nella nostra cultura si tende spesso a utilizzare una serie di mezzi di cui non abbiamo realmente bisogno.

Però dovremmo capire che ci sono delle cose di cui si può fare a meno, e delle altre invece che vanno utilizzate fino a un certo livello, corrispondente all’idea di sostenibilità ambientale. Ecco, la lavatrice sembra rientrare tra quei mezzi il cui uso è diventato ormai inevitabile e necessario.

La figlia di Beavan aveva 2 anni quando è stato fatto l’esperimento: su di lei, i genitori hanno iniziato ad usare il pannolino non usa e getta, bensì in tessuto. Dopo un po’ di tempo, la bambina si era così abituata a quello in tessuto, da rifiutare il ritorno all’usa e getta. Abitudine, si tratta di abitudine.

Ma lo scrittore dice la sua anche sul problema del carbone e l’uso delle energie rinnovabili: “Dobbiamo arrivare ad azzerare le emissioni derivanti dalla combustione del carbone. Dobbiamo smetterla di usare il carbone. Che non durerà per sempre.

Per far questo, bisogna aumentare il prezzo dei carburanti fossili, e diminuire il prezzo di quelli rinnovabili. Una soluzione sarebbe tassare gli uni per investire negli altri ed abbassarne così il prezzo.

Il problema dei carburanti rinnovabili e in generale dell’energia rinnovabile, al momento, è infatti l’elevato costo. Bisogna invertire la tendenza, in modo che il mercato scelga carburanti rinnovabili, anziché fossili. Da qui bisogna partire.”

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L’Autorizzazione unica è stata introdotta nel 2003 ed è stata concepita per semplificare l’iter autorizzativo degli impianti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili.

In seguito alla legge di introduzione dell’autorizzazione, sarebbe stato necessario introdurre le linee guida che però non sono mai arrivate, col risultato di condurre a un certo caos normativo.

Queste linee guida avrebbero in particolar modo chiarito le corrette modalità di inserimento di questi impianti su tutto il territorio.

Certo, la loro assenza non era un ostacolo invalicabile, ma le Regioni, invocando pretestuosamente questa falla, ne hanno approfittato per dotarsi di normative che in effetti contrastano con le norme di livello europeo e nazionale (ad esempio massima diffusione delle rinnovabili e semplificazione dei procedimenti), contravvenendo in particolar modo ai “tetti” concernenti la potenza degli impianti, ai “tetti” del numero di impianti possibili, ma anche alle aree considerate vietate da usare per sviluppare questi impianti.

Le linee guida insomma avevano la funzione di chiarire le modalità, i limiti, i territori utilizzabili, i permessi e i termini da rispettare.

Ma vi sono già alcune sentenze della Corte Costituzionale che in qualche modo rimediano alla lacuna normativa, ostacolando la inconsulta libertà di cui in tal senso le Regioni si sono avvalse.

Ad esempio, la sentenza n.166/2009 che ha dichiarato la illegittimità costituzionale delle linee guida della Basilicata, la 282/2009 contro la legge regionale del Molise; la 119/2010 contro legge regionale pugliese.

Una lacuna normativa non significa insomma che ognuno può far ciò che vuole, ma che occorre una valutazione concreta: ad esempio se una determinata area è vincolata ai sensi del codice dei beni culturali, non deve né essere autorizzata tout court, né essere vietata a priori.

Occorre che l’ente preposto alla tutela dell’area vincolata faccia una comparazione in concreto delle esigenze di tutela dell’area rispetto all’esigenza di produzione di energia rinnovabile, specificando altresì che questi impianti sono opere di pubblica utilità.

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Tra le tecnologie più promettenti e capaci di dimostrare grandi potenzialità abbiamo senz’altro le torri solari, di cui in Italia non esistono ancora veri prototipi, almeno nel settore commerciale (mentre ad esempio in Spagna è in costruzione un impianto da 50MW).

Essenzialmente, l’impianto a torri solari serve a produrre energia elettrica a partire dal calore del sole che viene concentrato su specchi disposti su un’ampia superficie (stiamo parlando di impianti di grosse dimensioni), concentrati in un unico punto, ossia in cima ad una torre di altezza che può arrivare fino a centinaia di metri.

Per convogliare la radiazione solare sulla torre si usano degli specchi “eliostati”, mentre per convertire questo calore ad alta temperatura viene usato un normale ciclo termodinamico a vapore, come in una qualsiasi centrale termoelettrica.

Questi specchi sono poggiati a terra, a formare una specie di ventaglio: ognuno degli specchi si muove autonomamente, ed è in grado di avere una rotazione su due assi.

Per avere un impianto che raggiunga i 50MW occorrono almeno 200-300 ettari di superficie, e su questa superficie si avrebbe così un controllo ottimo di ciascuno degli specchi, in modo da assicurargli estrema precisione, anche in condizione di vento e variazione di temperatura.

Il ricevitore posto sulla torre è un oggetto di dimensioni relativamente piccole, quasi trasportabile su un camion, e il flusso termico sul ricevitore è molto intenso. Però, è necessario che non ci siano punti troppo caldi nel ricevitore perché si correrebbe il rischio, vista la presenza di un’apposita caldaia a fiamma, di bruciare dei tubi del ricevitore. Quindi la soluzione migliore è la programmabilità della sua efficienza.

C’è bisogno di una radiazione costante, anche intensa, per avere un ciclo termodinamico ottimale, ma in presenza di nuvole e altri fattori, si possono avere problemi di costi e di efficienza.

La ricerca verso la tecnologia migliore per questi impianti è sempre in atto, visto che le sperimentazioni sono molteplici (seppure non in Italia).

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Ricercatori della University of Washington hanno attivato un circuito elettrico inserendo un elettrodo nella pianta e uno nel terreno. Hanno costruito il primo circuito che funziona completamente attraverso l’energia elettrica prodotta dagli alberi.

Produrre energia dagli alberi: è ciò che hanno fatto i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), dimostrando che basta mettere un elettrodo nella pianta e un altro nel terreno per ottenere una scarica di circa 200 millivolt, sufficiente ad attivare un piccolo circuito elettrico.

“Da quanto ne sappiamo, è la prima ricerca che prevede la fornitura di energia a qualche circuito inserendo degli elettrodi in un albero” dice Babak Parviz, un professore di Ingegneria Elettronica.
Gli stessi autori della ricerca hanno aperto un’azienda che sviluppa sensori da attaccare agli alberi, per esplorare questa nuova fonte di energia.

Siamo lontani dalla possibilità di sostituire i pannelli solari con gli alberi, ma l’energia prodotta sarebbe sufficiente per tenere in funzione, ad esempio, piccole apparecchiature antincendio, trasformando boschi e foreste in guardiani di se stessi.

“Per quel che ne sappiamo – spiega il professor Babak Parviz, docente di ingegneria elettrica presso l’Università di Washington e coautore dello studio – è la prima volta che si riesce a produrre energia esclusivamente mettendo degli elettrodi negli alberi”.

Anche nel dipartimento di Ortoflorofrutticoltura dell’università di Firenze si studia da anni l’elettrofisiologia radicale, ma una possibilità del genere non era stata ancora sperimentata: “Si tratta di una scoperta interessante – spiega il professor Francesco Ferrini, direttore del dipartimento e presidente della Società Italiana di Arboricoltura – generata in realtà da un meccanismo molto semplice. E’ dalla fine degli anni ’60 che si ipotizza di ricavare energia dagli alberi, il libro “The secret life of plants” di Peter Tompkins e Christopher Bird ha segnato l’inizio di un nuovo modo di concepire il rapporto tra pianta e uomo. Ma purtroppo degli alberi e delle loro infinite risorse si sa ancora pochissimo”.

Questo perché, spiega lo studioso, la durata media della vita di un essere umano è inferiore a quella degli alberi. Una quercia può vivere anche 1000 anni, un leccio o un rovere fino a 500, e i tempi di reazione, a fronte di un qualunque tipo di esperimento, sono quindi molto dilatati.

I ricercatori americani sono partiti analizzando la parte degli alberi che si deteriora più velocemente, le foglie: il professor Carlton Himes, altro membro del team che ha realizzato la scoperta, ha trascorso un’intera estate studiando le foglie d’acero, molto comuni in America, e il processo di fotosintesi clorofilliana.

Il meccanismo di trasformazione della linfa grezza in linfa elaborata genera una quantità di energia che è possibile intercettare e incanalare, ed è proprio questo che i ricercatori hanno fatto, costruendo un convertitore ad hoc. Gli studiosi hanno anche inserito nel dispositivo un orologio capace di alimentarsi con l’energia prodotta dall’albero e di riattivare il circuito a scadenze prestabilite, in modo da creare un meccanismo che si autoalimenta e non si spegne mai. Proprio come il circuito vitale degli alberi. L’apparecchio nel corso dell’esperimento ha consumato circa 10 nanowatt.

Il team ha sviluppato un circuito elettrico che può funzionare con questa quantità di energia, sviluppando un convertitore che immagazzina questa piccola quantità di energia per poi amplificarla. Questo strumento converte l’energia di 20 millivolt (che non riuscirebbe a far funzionare nessun apparato elettrico in circolazione) fino ad 1,1 volt, abbastanza potente per far funzionare un piccolo sensore.

“Quello che abbiamo realizzato – conclude Parviz – è molto diverso dai normali generatori di energia vegetali, ad esempio quelli ottenuti dalla patata. Abbiamo sfruttato non una reazione chimica tra sostanze diverse ma l’energia stessa dell’albero”. Una tecnologia tutta naturale che non potrà, per il momento, sostituire le centrali eoliche o quelle a energia solare, ma riuscirà magari a creare un rapporto diverso tra alberi e uomo.

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Michael Schmit della SDC (Sustainable Dance Club) ha inventato il concetto di discoteca sostenibile.

L’idea è nata nel 2005: si trattava di installare una pista da ballo di 30 metri quadrati di cui la particolarità era quella di conservare l’energia liberata dal movimento della gente che ballava per trasformarla in elettricità usata per illuminare il suolo.

La pista era costituita da moduli di 65 cm per 65  capaci di muoversi leggermente in senso verticale se sollecitati dai colpi dei piedi dei ballerini.

Oggi, Sustainable Dance Club (SDC) propone delle soluzioni innovative per club e festival.  Ogni persona può produrre da 2 a 20 Watt, in base a quanto pesa e a quanto si scatena a suon di musica. L’energia generata può poi essere usata sia per illuminare il pavimento, sia per dare energia ad altri sistemi. Ciò è ampiamente sfruttato nei club eco-responsabili, che hanno come obiettivo quello di rispettare l’equilibrio delle 3P: persone, pianeta, profitto.

Ad esempio il Watt Club, aperto a Rotterdam nel settembre 2008 usa la dance floor innovativa e l’acqua piovana per pulire i bagni, consumando il 30% in meno di energia dei club e delle discoteche classiche e generando due volte meno rifiuti.

La tecnologia che sta alla base della dance floor sostenibile è in continuo sviluppo e può trovare interessantissime applicazioni in palestre, stazioni ferroviarie e aereoporti.

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