Come l' acqua e l' aria, il Sole è uno dei sistemi di supporto vitale della Terra, che fornisce calore e luce. L'energia solare, che è rinnovabile, ampiamente disponibile e pulita, fornisce energia sufficiente a soddisfare il fabbisogno annuo mondiale ogni 50 minuti.
La sfida è raccogliere una parte, per quanto piccola, di questo calore e di questa energia radiante.
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Due grandi tecnologie per sfruttare l'energia solare:
Tecnologia solare fotovoltaica, che converte direttamente la luce solare in energia elettrica mediante pannelli costituiti da celle semiconduttori.
Tecnologia solare termica, che cattura il calore del sole. Questo calore viene utilizzato direttamente o convertito in energia meccanica e a sua volta in energia elettrica, nota come energia solare concentrata. Questo calore viene utilizzato direttamente (termico solare termico a bassa temperatura) o convertito in energia meccanica e a sua volta in energia elettrica (energia solare concentrata - CSP).
I due tipi di impianti utilizzati:
Sistemi 
individuali per case o piccole comunità. I pannelli fotovoltaici possono alimentare i dispositivi elettrici, mentre i collettori solari termici possono riscaldare le abitazioni o l' acqua calda (Vedi Close-up:"Sorgente di energia solare, senza limiti e accessibile universalmente").
Le centrali solari fotovoltaiche o a concentrazione che coprono centinaia di acri producono energia elettrica su larga scala, che può essere immessa nelle reti elettriche.
L' energia solare è una delle energie rinnovabili più attraenti grazie alla sua flessibilità - la sua capacità di alimentare le città e l' industria utilizzando grandi impianti solari, offrendo allo stesso tempo una capacità autonoma nelle regioni rurali più isolate.
Energia solare fotovoltaica
L' effetto fotovoltaico (o effetto fotoelettrico) converte la luce in elettricità. Fu scoperto dal fisico francese Edmond Becquerel nel 1839 e fu utilizzato per la prima volta nelle applicazioni industriali nel 1954.
Il principio: una corrente elettrica si verifica quando gli elettroni sono spostati. Affinché questo accada, i fotoni (particelle leggere) eccitano gli elettroni più esterni degli atomi di alcuni elementi semiconduttori.
In pratica, la luce che colpisce una cella fotovoltaica viene convertita in elettricità da un semiconduttore, generalmente silicio. Un pannello fotovoltaico è costituito da più celle che producono corrente continua, che viene poi convertita in corrente alternata da un inverter. I pannelli possono essere utilizzati in impianti piccoli o grandi.
Se vuoi imparare come installare un impianto fotovoltaico, leggi il nostro articolo.
Energia solare termica a bassa temperatura
La tecnologia a bassa temperatura dell' energia solare termica produce calore dai raggi solari e lo utilizza direttamente. Operando a temperature inferiori ai 100°C, gli impianti sono adatti ad applicazioni residenziali e commerciali (acqua calda e riscaldamento) e ad un' ampia varietà di esigenze industriali. Questa tecnologia rappresenta la parte del leone dell' energia solare generata in tutto il mondo.
I collettori solari termici sono utilizzati per assorbire il calore dai raggi solari e trasferirlo ad un fluido termovettore, come aria, acqua o antigelo, che a sua volta lo trasporta nelle zone da riscaldare.
I più diffusi sono i collettori a piastra piana, costituiti da una superficie scura che assorbe i raggi solari e da uno strato di isolamento termico sormontato da una lastra di vetro che genera un effetto serra. I collettori funzionano fino a 70°C sopra la temperatura ambiente.
Esistono anche collettori solari termici ad aria, ad esempio per l' essiccazione delle colture agricole, e sistemi non smaltati in gomma o plastica, piuttosto che in vetro, utilizzati principalmente per riscaldare le piscine.
I collettori a tubi sottovuoto sono i più adatti per usi industriali ad alta temperatura, come la pulizia dei macelli o la pastorizzazione di conserve. Sono costituiti da tubi sottovuoto in vetro per un isolamento termico ottimale. All' interno, un assorbitore cattura l' energia solare e la trasferisce ad un fluido.
Energia solare concentrata
Questo secondo tipo di tecnologia ad energia solare termica concentra il calore dei raggi solari utilizzando i collettori per riscaldare un fluido di trasferimento (ad esempio gas, olio o sale fuso) ad alta temperatura. Il fluido riscalda una rete di acqua, che produce vapore e aziona una turbina (energia meccanica), generando elettricità.
Il calore proveniente dai raggi solari viene raccolto in grandi centrali elettriche dove vengono installati specchi piatti o curvi su vaste aree.
La tecnologia è la più adatta per i paesi in cui la luce solare è intensa, ad esempio nelle regioni desertiche.
