Immaginiamo di voler soddisfare l’intero fabbisogno energetico elettrico con l’energia solare, installando su una certa superficie di territorio un impianto solare fotovoltaico o termondinamico a concentrazione. Il ragionamento qui esposto riguarda l’energia complessiva annuale che prescinde dall’alternanza giorno/notte. Visto che l’ipotetico impianto solare produrrà energia solo durante il giorno, in quantità superiore alla domanda, una parte dell’energia verrà accumulata per essere erogata la notte o in momenti con poco sole. Come accumulare quella parte di energia da utilizzare la notte è un problema risolvibile con tecnologie esistenti, come l’impianto idroelettrico reversibile del Taloro
Il fabbisogno di energia elettrica della Sardegna è di 12 000 GWh/anno. La Sardegna ha una superficie di 24000 km² Dalle mappe del PVGIS risulta che l’energia solare che arriva su 1 metroquadro di superficie orizzontale in un anno è circa 1500 kWh/m². Perciò 24 * 109 m² * 1500 kWh/m² = 36 000 * 109 kWh = 36 000 000 GWh, cioè è tremila volte più grande del consumo elettrico dell’isola.
Affrontiamo il problema con un altro punto di vista: calcoliamo la potenza di un impianto fotovoltaico che produca energia suffuciente a soddisfare interamente il fabbisogno di energia elettrica. La producibilità elettrica del fotovoltaico, dai dati statistici del PVGIS e del GSE è, con un approccio molto conservativo, 1400 kWh/kW (kilowattora a kilowatt installato). Ne consegue che la potenza dell’impianto ipotetico è: 12000*103 MWh / 1400 MWh/MW = 8.57*103 MW= 8570 MW.
Per dare una dimensione a questo numero, pensate che in sardegna sono attualmente installati 600 MW di impianti fotovoltaici, 950 MW di impianti eolici, 3000 MW di impianti termoelettrici e il picco di consumo è di 1400 MW.
1 kW di pannelli fotovoltaici corrisponde a una superficie di 7 m², ma per evitare che le varie file di pannelli si facciano ombra occorre distanziarle, quindi ci vogliono circa 12 m² di terreno per ogni kW di pannelli fotovoltaici. La superficie necessaria per un impianto fotovoltaico da 8570 MW è 8,75*106 kW * 12 m²/kW ? 100 km², che rispetto ai 24 mila km² sono appena lo 0.4% della superficie, cioè il quadratino rosso della figura sottostante. Sì, il 100% dell’energia elettrica dal sole.
Come ho già detto, durante il giorno occorre accumulare la sovraproduzione per restituirla la notte. Ci sono tanti modi per farlo ed è bene utilizzarli tutti per sfruttare al meglio le buone caratteristiche di ciascuno, per esempio:
- L’impianto idroelettrico reversibile del Taloro
- Il solare termodinamico (chiamato anche CSP) con accumulo termico che consenta di differire la produzione dal giorno alla notte
- Le batterie dei veicoli elettrici parcheggiati (V2G, Vehicle to Grid)
- La domanda attiva, cioè accendere i carichi quando c’è disponibilità di energia (sole in questo caso, ma vale anche per il vento!) in modo da consumarla sul momento invece di doverla accumlare. Per esempio le celle frigorifere dei supermercati hanno una inerzia termica così grande che la loro accensione/spegnimento può essere differita di molte ore. Lo stesso vale per pompaggi di acqua ad uso potabile/irriguo, ed alcune lavorazioni industriali.
Ecco invece che superficie di deserto occorre utilizzare per soddisfare il fabbisogno energetico mondiale: Progetto DESERTEC
