ONORA IL PADRE E LA MADRE
( NO CARBON - NO LIFE)

  
  Cap.6-Energia Fotovoltaica
 

 

 

Nella precedente figura N.9 abbiamo visto che nel 2019 l’energia derivata da sorgenti fossili era di 144 PWh mentre il carbonio immesso era di 11,5 PgC per cui ogni grammo di Carbonio ha fornito una energia di 144/11,5 = 12,52 Wh/gC .

Proviamo a vedere cosa accade se tale energia dovesse essere fornita da impianti fotovoltaici:

Un impianto fotovoltaico ha una resa che dipende da molti fattori, in media un impianto policristallino di 3kW di picco occupa una superficie di 20 m2 ed ha una produzione annua di energia che dipende dall’orientameno e dalla posizione geografica, che in Italia è in media di 3,5 MWh . Cioè 100m2 producono 17,5 MWh annui quindi ogni metro quadro produce annualmente 175 KWh che, dividendo per il numero totale delle ore in un anno, corrispondono a 19,977 watts in 1 ora = 20Wh.
Essendo l’Italia situata nella zona C di figura 2 , cioè nella prima zona temperata, e mediando tra il giorno e la notte abbiamo che l’irraggiamento solare nelle condizioni ottimali corrisponde mediamente a 672/2 = 336 W/m2 condiderando inoltre che un’ora costituita da 3600 secondi, ne deriva che di tutta l’energia incidente in un m2 di pannelli solari (336 W/m2 ) quelli convertiti in elettricità sono 20/3600 = 0,00555 cioè solo 5,55mW vengono convertiti in elettricità.
Abbiamo visto che 1 m2 di pannelli fotovoltaici in un ora producono 20 Watts ed in 1 anno 175KWh. Se dividiamo per il contenuto energetico di 1 gr di C (12,52Wh) abbiamo che 1 m2 di pannelli in un anno equivalgono a 13978gr = 13,978 Kg di C.
Per compensare totalmente l’energia fossile in un anno EFOS =9,6 PgC occorrerebbe una superficie coperta di pannelli solari di 822,7x 103 Km2 (cioè il 9% della superficie del deserto del Sahara che è di 9000 x103 Km2 )

Se consideriamo l’energia elettrica fornita al contatore abbiamo che la resa energetica è ancora minore di 12,5 Wh/gC precedentemente trovato e si attesta a 10,4 Wh/gC. [http://kilowattene.enea.it/KiloWattene-CO2-energia-primaria.html]

Sotto l’aspetto esclusivamente energetico il fotovoltaico è molto più efficiente della fotosintesi. Infatti nella tabella seguente sono riportate le produttività energetiche di alcune coltivazioni in diverse zone della superficie terrestre.



Per quanto riguardo il territorio italiano, da un impianto per biomassa di pioppo, con cloni specifici, a ciclo biennale, su un terreno fertile e dovutamente irrigato si ottiene una produzione massima di 600 quintali di massa legnosa umida per ettaro, pari ad una produzione di 300 quintali/anno per ettaro di biomassa che si riducono a circa 100 quintali/anno di sostanza secca per ettaro cioè 1kg/m2

Essendo il potere calorifero di 1kg di legno di 17 MJ ne consegue che questa coltivazione produce 17 106 j/3600 sec. = 4,722 kWh/m2 mentre 1m2 di fotovoltaico in Italia produce 175kWh/m2 (630Mj) in un anno cioè 37 volte maggiore.

Il problema più importante rimane tuttavia quello dello storage di questa energia che naturalmente dipende dalla insolazione delle cellule fotoelettriche che a sua volta varia con il ciclo giorno-notte, con la latitudine e con le stagioni.

Inoltre per poter effettuare la conversion fotovoltaica occorre produrre ed installare queste fotocellule ciò che comporta ovviamente un consume energetico, recentemente è stato calcolato che il TRE, cioè il tempo di ritorno energetico ovvero il tempo per recuperare l’energia spesa nella costruzione ed installazione varia da 1,5 a 4,4 anni questo significa che se noi fossimo in grado di produrre ed installare immediatamente questi pannelli senza rinunciare all’attuale tenore di vita, dovremmo raddoppiare il consumo dei carburanti fossili per lo stesso intervallo di tempo.

Ma questa enorme conversione non si reduce solamente ad un bilancio energetico ma sconvolge pesantemente ed in modo irreversibile il nostro ecosistema a causa degli scavi minerari per il reperimento dei materiali necessari per la costruzione e soprattutto per l’immagazzinamento della energia elettrica prodotta.