Lo sfruttamento a carattere industriale delle enormi quantità di energia che il sole quotidianamente ci invia è un vec-chio sogno — e spesso è stata un'uto-pia — di molti scienziati e tecnici, spe-cialmente dell'ultimo secolo.
Il nocciolo del problema sta nella dif-ficoltà di utilizzare una fonte di energia (il sole) che è bensì praticamente illimi-tata e disponibile ampiamente sull'inte-ro pianeta, ma è a bassa temperatura ed inoltre viene elargita con andamento ciclico e variabile. Per contro, la tecni-ca attuale necessita essenzialmente di energia termica ad elevata temperatura e resa disponibile — in concentrazioni necessariamente localizzate — per la
P R O S P E T T I V E ATTUALI trasformazione acqua liquida — vapo-re — energia elettrica. Più elevata è la temperatura di partenza, maggiore è il rendimento globale della trasformazione energia termica - energia elettrica: que-sto, nei più moderni impianti termoelet-trici, è dell'ordine del 4 0 % . L'energia a bassa temperatura invece, indipendente-mente dalla quantità disponibile, è di difficile utilizzazione perché, oltretutto, non esistono a tutt'oggi sistemi efficaci di immagazzinamento (a parte gli anti-economici accumulatori tradizionali) dell'energia elettrica eventualmente pro-dotta in piccole unità diffuse. Con la più avanzata tecnologia oggi disponibile, il rendimento massimo nella
trasformazione etrasformazionergia solare a bassa temperatura -energia elettrica è di poche unità % . Di recente, il problema ha avuto una maggiore attenzione (e maggiori fondi) a causa della necessità di provvedere alla fornitura di energia ai satelliti arti-ficiali in orbita: le cosidette « cellule solari », opportunamente studiate, sono dei sistemi di conversione della radia-zione solare in piccole quantità di ener-gia. Queste cellule solari sono state ov-viamente realizzate prescindendo da questioni di costo, ma i materiali ed i procedimenti nuovi provati aprono in-teressanti prospettive per la realizzazio-ne, in un futuro non troppo lontano ed a costi accettabili, di unità adatte
all'im-Dall'alto:
Impianto solare-termico a S. Ilario (Genova-Nervi). Batteria di collettori solari
per l'impianto di riscaldamento-condizionamento di una scuola.
La casa solare « Solar One »
piego su scala sufficientemente grande. Al momento attuale, esiste un campo in cui le prospettive di applicazione del-l'energia solare sembrano relativamente vicine, ed è quello del riscaldamento do-mestico, in sostituzione totale o parziale del riscaldamento a combustibili tradi-zionali.
In vari Paesi, ad esempio in Germania e negli Stati Uniti, sono stati sviluppati progetti completi di « case solari », con l'utilizzazione a scala sperimentale di tutti i possibili accorgimenti tecnici atti a limitare le dispersioni di calore ed a consentire invece il massimo beneficio da parte dell'energia solare in arrivo. È proprio in queste realizzazioni speri-mentali che emergono nella pratica i numerosi e complessi problemi da risol-vere prima che si possa sperare di pas-sare alla trasposizione su scala indu-striale dei procedimenti di laboratorio fin qui messi a punto.
Allo stato attuale, una installazione-tipo per l'edilizia richiede una superficie as-sorbente per la radiazione pari al 5 0 % circa dell'area da riscaldare (alloggi, od altri locali coperti). La captazione di energia avviene tramite pannelli in ra-me, alluminio, acciaio, disposti su pia-stre isolanti e chiusi superiormente da lastre di vetro o di plastica trasparente. Le lastre trasparenti hanno il compito essenzialmente di intrappolare, ferman-dola sul pannello metallico sottostante, la parte calorifica della radiazione solare. Esistono poi due tipi diversi di soluzio-ni, per l'ubicazione del sistema, sull'edi-ficio da servire (come pareti o sul tetto),
oppure in prossimità di uno o più com-plessi edilizi, quale struttura autonoma. Oltre al pannello, esiste un altro ele-mento fondamentale, ed è il mezzo con cui il calore captato viene trasferito al-l'edificio: l'acqua e l'aria sono i due fluidi comunemente utilizzati, ed anche per questo sono note, in base alle con-dizioni specifiche di progetto, numerose soluzioni più o meno equivalenti dal punto di vista tecnico-economico. Ma l'aspetto più ambizioso e ricco di prospettive per le possibili applicazioni all'edilizia, è quello della produzione di energia elettrica a partire dalla radia-zione solare: in tal caso, la radiaradia-zione deve, come principio, essere concentrata in modo che si ottengano temperature piuttosto elevate, mediante le quali si attiverà poi un normale impianto gene-ratore a turbina: la casa sperimentale « Solar One », costruita a cura dell'Uni-versità del Delaware pare sia in grado, con gruppi di cellule al solfuro di cadmio, di provvedere integralmente ai propri consumi di energia per qualsiasi uso.
D'altro canto, un interesse particolare alla soluzione di questi problemi è stato
dedicato solo a partire della cosidetta « crisi energetica »: il quadruplicamen-to brusco del prezzo del petrolio greg-gio ha infatti costretto i Paesi industria-lizzati a cercare affannosamente nuove, potenziali sorgenti di energia. Indivi-duata fra queste fonti alternative l'ener-gia solare, si procede ora, con una me-todologia seguita più volte nel corso della storia dello sviluppo industriale, a limare tutte le voci possibili nei costi, a limitare gli investimenti globali, a dimi-nuire i periodi e l'entità degli ammorta-menti. Lo stesso procedimento è peral-tro stato seguito, nel corso degli ultimi venticinque anni (ed è ancora lungi dal considerarsi esaurito) nel settore del-l'energia nucleare, ed ha consentito di raggiungere per quest'ultima costi uni-tari già accettabili in molti casi. È anche per sfruttare il momento psico-logicamente favorevole, l'atteggiamento benevolo dell'opinione pubblica, che le società industriali ed i centri di ricerca pià attivi nel campo dell'energia solare cercano di accelerare al massimo gli studi e la realizzazione di prototipi, per ottenere al più presto possibile risultati pratici tangibili. Del resto, sembra che bisognerà accettare in futuro il principio dell'aumento continuo e non facilmente controllabile del prezzo dei combustibili tradizionali (petrolio, gas naturale e car-bone): quindi, il momento psicologica-mente favorevole è destinato a durare. Sono state tentate anche, con prospet-tive assai più lontane di applicazione su larga scala, applicazioni alla trazione dell'energia solare: le solite cellule so-lari, montate su di una vettura sperimen-tale negli Stati Uniti, forniscono a que-sta energia sufficiente per una percor-renza, in determinate condizioni, di un centinaio di km. Anche qui, nulla si sa di preciso su costi, iniziali e di eserci-zio, ma l'importante è cominciare con qualcosa al concreto, e poi cercare per tentativi di riportarsi a condizioni eco-nomicamente competitive: l'obiettivo fi-nale sembra essere una civiltà « tutta elettrica », in cui si possa fare integral-mente a meno di impianti a combustio-ne, e quindi anche di ciminiere di fumo, di aria inquinata dagli scarichi.
Per adesso però le prospettive più im-mediate sono quelle del riscaldamento, integrale o parziale, di abitazioni o del condizionamento d'aria. Il solito pro-blema, l'utilizzazione di energia quanti-tativamente abbondante ma a tempera-tura relativamente bassa, ostacola il rag-giungimento di una sufficiente efficienza degli impianti. Anche nelle condizioni climatiche più favorevoli in un impianto sperimentale realizzato nel deserto della Mauritania, il costo risultante dell'ener-gia prodotta è ancora alto. Risultati più soddisfacenti (ma modeste erano le
aspettative di partenza) sono stati otte-nuti nei numerosi impianti domestici che in Israele provvedono al riscalda-mento di acqua: si ottiene in tal modo un utile risparmio di combustibili tra-dizionali, ma l'entità complessiva di tale risparmio non è purtroppo tale da risul-tare decisiva per l'economia globale del Paese, quasi totalmente mancante di al-tre risorse energetiche proprie, come d'altronde è anche il caso dell'Italia. Nel complesso, gli investimenti nella ricerca nel settore dell'energia solare, per quanto non paragonabili a quelli della ricerca di base nel settore nuclea-re, hanno ormai una certa consistenza. D'altronde per la natura stessa dei pro-blemi da affrontare, c'è più bisogno di un impegno paziente e minuto su obiet-tivi parziali che di massicci investimenti in grandi impianti. Cosi, le spese annue ammontano come ordine di grandezza, ad un centinaio di milioni di dollari nei maggiori Paesi dell'Occidente, ed una metà circa di tale somma viene im-piegata nei soli Stati Uniti. Qui come altrove, relativamente modesto è l'impe-gno dell'Italia: il Consiglio Nazionale delle Ricerche ha a suo tempo messo a punto un piano di ricerche, non an-cora ratificato, che prevede una spesa di circa 6 miliardi di lire in cinque anni. Il piano si proponeva la costruzione di unità dimostrative del tipo della « casa solare », sulle quali sarebbe stato con-sentito all'industria nazionale di esegui-re studi ed innovazioni sperimentali, in vista di una eventuale immissione sul mercato di modelli aventi interesse pra-tico. Parte del pur modesto stanziamen-to proposstanziamen-to dovrebbe inoltre essere ri-servato al problema della conversiohe diretta dell'energia solare in energia elettrica a fini speciali, nonché allo stu-dio dei fenomeni di refrigerazione e condizionamento, che presentano inte-ressanti prospettive pratiche a medio termine.
In previsione ed in appoggio a tale pia-no, lo stesso Ente intende curare la creazione di una adeguata rete di sta-zioni di registrazione: essa consenti-rebbe, se attuata, una più precisa cono-scenza della situazione di fatto, cioè della effettiva quantità di radiazione e quindi di energia, disponibile nei vari punti del Paese. Anche questo program-ma, come tanti altri, si muove stentata-mente e ciò è piuttosto grave perché nel-la situazione di grave ritardo che tanti settori della nostra ricerca scientifica e tecnologica presentano, l'energia solare potrebbe costituire un campo in cui non si parte troppo svantaggiati, ed in cui si potrebbero ottenere risultati originali ed utili, favoriti, per una volta tanto, dal-l'ampia disponibilità di quella risorsa fondamentale che è il sole.