La dipendenza dai combustibili fossili porta molti problemi, dai danni alla Terra all'inquinamento dell'atmosfera e delle acque. L'energia solare offre energia senza la necessità di bruciare combustibili fossili. Nella sua forma base non ha bisogno di rete di distribuzione perché scende dal cielo. È in fase di sviluppo intensivo come fonte di energia elettrica, ma a volte le sue applicazioni possono essere molto più piccole e semplici.
L'energia solare offre molti vantaggi
L'energia solare offre energia pulita. Non presenta il rischio di una fuoriuscita nucleare, ma è in realtà un rilascio di radiazioni, solo alcune delle quali sono luce visibile. Può essere scalato a qualsiasi dimensione o complessità, dal riscaldamento di una stanza attraverso una finestra all'alimentazione di una rete elettrica.
L'Unione degli scienziati interessati elenca numerosi vantaggi, a cominciare dal fatto che l'energia solare è inesauribile e gratuita. L'attrattiva della produzione di energia solare varia a seconda dell'economia degli investimenti in attrezzature e della concorrenza sui costi dei combustibili fossili. Scientific American stima che il costo dell'energia solare scenda al di sotto dell'attuale costo medio dell'energia entro il 2018 o il 2020.
Modi comuni per raccogliere l'energia solare
Il calore radiante solare viene facilmente catturato da semplici serre in vetro e attraverso finestre residenziali. L'energia solare "concentrata" utilizza enormi schiere di specchi per concentrare la luce solare su una torre centrale, che riscalda l'acqua per generare vapore che può essere utilizzato per generare elettricità.
Le celle fotovoltaiche (PV) convertono la luce solare direttamente in elettricità attraverso l'effetto fotoelettrico. La NASA descrive come i semiconduttori di silicio nelle celle catturano energia dai fotoni della luce solare, che spostano gli elettroni nel semiconduttore, creando una corrente. Gruppi di celle formano moduli e i moduli si combinano in array più grandi. Questi possono essere configurati per produrre qualsiasi combinazione di tensione e corrente.
Applicazioni di energia solare su larga scala e su piccola scala
La US Energy Information Administration definisce gli impianti solari "utility scale" come quelli che generano almeno un megawatt di elettricità. La California guida gli Stati Uniti nella produzione di energia solare; nel 2013, l'1,9% dell'energia elettrica della California proveniva dal solare e nel 2014 il numero è più che raddoppiato, raggiungendo il 5%. L'EIA degli Stati Uniti mette la produzione del paese di energia solare fotovoltaica a 16.000 megawattora (MWh) nel 2005 e salendo a 15.874.000 MWh nel 2014. Anche le applicazioni su piccola scala dell'energia solare si rivelano utili, come le unità da 5 watt installate sulla Ohio Highway Patrol incrociatori per alimentare le apparecchiature elettroniche di bordo senza la necessità di avviare il motore dell'auto, risparmiando così carburante fossile e durata della batteria.
Una varietà di usi dell'energia solare
Le Nazioni Unite stimano che in molti climi, i sistemi solari termici residenziali possono fornire dal 50 al 75% del fabbisogno di acqua calda di una famiglia. Le piccole unità fotovoltaiche autonome possono alimentare segnali di avvertimento lungo la strada o persino l'illuminazione del paesaggio, ma poiché sono fuori dalla rete, hanno bisogno di batterie per immagazzinare energia quando la luce solare non è disponibile. Gli array di energia solare residenziali in genere si collegano alla rete come backup e hanno il vantaggio di consentire al proprietario di vendere l'energia in eccesso, a seconda delle normative locali del fornitore di energia.
