Riassunto di Batteri Gram-positivi, Spore e Sicurezza Alimentare

## Introduzione L'**energia solare** è l'energia che la Terra riceve dal Sole sotto forma di radiazione elettromagnetica. È una risorsa primaria rinnovabile fondamentale per la transizione energetica e trova applicazioni che vanno dalla generazione di elettricità alla produzione di calore per usi domestici e industriali. > **Definizione:** L'energia solare è l'energia elettromagnetica emessa dal Sole, utilizzabile direttamente o convertibile in altra forma di energia per applicazioni umane. ## Principi fisici di base ### Radiazione solare e spettro La radiazione solare che raggiunge l'atmosfera terrestre copre un ampio spettro: ultravioletta (UV), visibile e infrarosso (IR). La distribuzione spettrale al suolo dipende da fattori atmosferici come assorbimento e scattering. > **Definizione:** Irradianza (o flusso radiante) è la potenza per unità di area ricevuta dalla superficie, misurata in W/m^2. - Irradianza media a livello del suolo in condizioni chiare: circa $1000\ \mathrm{W/m^2}$ in pieno mezzogiorno per latitudini temperate. - La costante solare (valore fuori dall'atmosfera) è circa $1361\ \mathrm{W/m^2}$. ### Meccanismi di conversione 1. Conversione fotovoltaica: i fotoni generano coppie elettrone-lacuna in celle solari creando corrente elettrica. 2. Conversione termosolare: la radiazione viene concentrata e trasformata in calore, poi in elettricità tramite cicli termodinamici. > **Definizione:** Efficienza di conversione è il rapporto tra l'energia utile ottenuta e l'energia solare incidente. ## Fotovoltaico (FV) ### Principio di funzionamento Le celle fotovoltaiche si basano su giunzioni p-n in semiconduttori; l'assorbimento di fotoni con energia $h\nu$ maggiore della banda proibita $E_g$ genera coppie carica che vengono separate dal campo interno. - Materiali comuni: silicio cristallino (monocristallino, policristallino), film sottili (CdTe, CIGS), perovskiti. > **Definizione:** Banda proibita $E_g$ è la differenza di energia tra banda di valenza e banda di conduzione in un semiconduttore. ### Curve caratteristica e parametri - Tensione a circuito aperto $V_{oc}$, corrente di corto circuito $I_{sc}$, punto di massima potenza $(V_{mp}, I_{mp})$. - Efficienza $\\eta$ calcolata come $\\eta = \dfrac{P_{mp}}{G\cdot A}$ dove $P_{mp} = V_{mp}I_{mp}$, $G$ è l'irradianza e $A$ l'area del pannello. $$\eta = \dfrac{V_{mp} I_{mp}}{G \; A}$$ ### Pro e contro del fotovoltaico | Aspetto | Vantaggi | Svantaggi | |---|---:|---| | Efficienza | Tecnologia in miglioramento, moduli >20% comuni | Efficienza diminuisce con temperatura alta | | Costo | Costi in calo per effetto scala | Investimento iniziale significativo | | Scalabilità | Facile installazione su tetti e impianti utility | Richiede variabilità di rete e stoccaggio | ### Esempi pratici - Impianti domestici: dimensionamento per consumo familiare, integrazione con batterie. - Impianti su larga scala: parchi solari utility-connected con inverter centralizzati o distribuiti. Did you know che le celle solari in silicio perdono efficienza tipicamente di circa $0{.}4\%$ per grado Celsius sopra i $25\ ^{\circ}\mathrm{C}$? ## Solare termico e termosolare ### Solare termico a bassa temperatura - Uso: acqua calda sanitaria, riscaldamento domestico. - Componenti: collettori piani o tubi sottovuoto. ### Solare termodinamico (CSP) - Tecnologie: collettori parabolici lineari, torre solare, dish-stirling. - Ciclo termodinamico: il calore concentrato alimenta un ciclo Rankine o Brayton per generare elettricità. > **Definizione:** CSP (Concentrating Solar Power) indica sistemi che concentrano la radiazione solare per ottenere temperature elevate utili alla produzione di energia termica ed elettrica. Esempio numerico: un collettore parabolico che focalizza su un assorbitore con efficienza ottica $\eta_{opt}=0{.}75$ e perdite termiche relative $\phi=0{.}15$ fornisce potenza termica utile $Q_{u} = G A \left(\eta_{opt} - \phi\right)$. ## Integrazione di rete e stoccaggio - La ge