• Cromosfera, strato costituito da gas rarefatto interessata da diversi fenomeni magnetici. In questa zona la temperatura può raggiungere i 100.000 K( strati più interni);
• Zona di transizione, zona superiore della cromosfera in cui la temperatura cresce dai 100.000 K fino al milione di K della corona. In questa zona l’ e-
66 TRANSIZIONE ELETTRICA I FONTI ENERGETICHE
fonte di energia di larga scala, sicura, rispettosa dell’ ambiente e praticamente inesauribile », ma i tempi di realizzazione sono ancora lunghi. Le principali attività di ricerca sulla fusione nucleare riguardano il reattore sperimentale ITER realizzato nell’ ambito di una collaborazione internazionale tra Europa, Giappone, Stati Uniti, Russia, Cina, India e Corea, il Progetto europeo FAST( Fusion Advanced Studies Torus) e il Progetto DTT( Divertor Tokamak Test facility), « programma europeo […] in vista della realizzazione di un impianto dimostrativo( DEMO), una centrale nucleare a fusione in grado di fornire energia elettrica alla rete entro il 2050 ».
Energia solare
L’ energia prodotta dal Sole è la principale fonte rinnovabile, anche se in realtà, ad eccezione dell’ energia delle maree, dell’ e- nergia geotermica e dell’ energia nucleare, tutte le fonti di energia( rinnovabili e non rinnovabili) derivano direttamente o indirettamente dal Sole. Il Sole( dal latino Sol, Solis), stella madre del Sistema solare attorno al quale orbitano la Terra, gli altri pianeti principali e innumerevoli corpi minori come asteroidi, meteoriti, comete, polvere sparsa per lo spazio, è una straordinaria fonte energetica, la più importante, inesauribile e pulita. Detto anche carbone d’ oro, il Sole presenta un diametro medio di 1.392.000 km; è una stella nana con classe spettrale tipo G2, situata ad una distanza media dalla Terra di circa 150 milioni di chilometri, con una temperatura efficace di 5.780 K( gradi Kelvin). Sulla Terra ogni cosa trae energia dalla radiazione elettromagnetica emessa dal Sole. L’ esempio forse più noto è quello della fotosintesi clorofilliana attraverso la quale la luce del Sole è trasformata in
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energia chimica. Dal Sole hanno origine molte trasformazioni energetiche, comprese quelle ottenute dai combustibili fossili( legna, carbone, gas naturale e petrolio) classificate come risorse non rinnovabili. Per quanto riguarda il genere umano, si stima che l’ energia liberata dai processi di fusione nucleare ovvero nella trasformazione dell’ idrogeno in elio con la liberazione di energia, sia migliaia di volte superiore ai nostri fabbisogni( circa 10.000 volte). Fin dalla Preistoria( da 2 milioni di anni fa a circa 5.000 anni fa) il Sole è stato considerato un’ entità speciale. In molte culture antiche era sviluppato il culto del Sole: lo adoravano riconoscendogli importanza nel ciclo della vita. Troviamo esempi fra le civiltà antiche degli Inca del Sud America e degli Aztechi in Messico; in Europa troviamo ancora oggi testimonianze del culto del Sole nelle sculture di Stonehenge in Inghilterra e nei
Menhir del Carnai nella Bretagna( tutte rivolte verso il Sole levante). La prima testimonianza dello sfruttamento dell’ energia solare per produrre calore lo dobbiamo ad Archimede( in greco Archimédes, matematico e fisico greco – 287 ÷ 212 a. C.) e ai suoi specchi ustori. I primi tentativi di captare le onde radio risalgono, invece, alla fine del secolo XIX ad opera di( sir) Oliver Joseph Lodge( 1851-1940). La spiegazione dell’ effetto fotoelettrico, invece, avviene nel 1905 ad opera del premio nobel per la fisica Albert Einstein. Dal punto di vista fisico, la struttura del Sole è molto complessa. La stella è costituita da regioni concentriche differenziate soprattutto a causa dei processi fisici che si svolgono, in cui è prevalente la presenza di idrogeno( 71 %) e elio( 27 %) allo stato di plasma( stato gassoso della materia caratterizzato dalla presenza di atomi o molecole ionizzati).
ENERGIA SOLARE: UTILIZZA I PANNELLI FOTOVOLTAICI PER CONVERTIRE L’ ENERGIA DEL SOLE IN ELETTRICITÀ, CON IMPATTI AMBIENTALI RIDOTTI E COSTI DI INSTALLAZIONE IN CALO, MA DIPENDENTE DALLA DISPONIBILITÀ DI SOLE E CON NECESSITÀ DI STOCCAGGIO PER GARANTIRE LA CONTINUITÀ DELL’ APPROVVIGIONAMENTO
Le regioni che costituiscono il Sole sono: 1) Il nucleo, sede delle reazioni termonucleari, ovvero delle reazioni di fusione dell’ idrogeno in elio. In questa regione la densità dei gas è circa 150 volte superiore a quella dell’ acqua. Il nucleo ha un raggio di circa 150.000 km e la temperatura raggiunge i 14 / 16.000.000 K. L’ energia prodotta nel nucleo è trasmessa verso l’ esterno per irraggiamento;
2) La zona radiativa, che assorbe l’ energia prodotta nel nucleo e la trasferisce( sotto forma di fotoni) verso lo strato superficiale per irraggiamento;
3) La Tachocline( o zona di transizione), regione situata tra la zona radiativa e la zona convettiva il cui ruolo è quello di generare il campo magnetico solare;
4) La zona convettiva, sede di moti convettivi tra energia e calore. La materia più calda e meno densa è trasferita in superficie e qui cede il suo calore. Raffreddandosi ritorna verso la zona radiativa da cui riceve nuovamente calore;
5) La fotosfera è la superficie visibile del Sole e si trova ad una temperatura di 4 / 6.000 K. In questa zona l’ energia proveniente dall’ interno è libera di propagarsi nello spazio. La fotosfera è sede di alcuni fenomeni, tra cui le macchie solari, regioni ad intensa attività magnetica;
6) L’ Atmosfera solare, suddivisa in:
• Cromosfera, strato costituito da gas rarefatto interessata da diversi fenomeni magnetici. In questa zona la temperatura può raggiungere i 100.000 K( strati più interni);
• Zona di transizione, zona superiore della cromosfera in cui la temperatura cresce dai 100.000 K fino al milione di K della corona. In questa zona l’ e-