Discussione: Le bugie di Superquark.

Qualche ora fa, su RAI 1, nella puntata di Superquark del 12 agosto 2010, in un servizio relativo ad un nuovo progetto di assorbimento e trasferimento di energia solare fuori dell'atmosfera, è stato detto che l'energia totale proveniente dal sole, da 1400 watt al mq al di fuori dell'atmosfera, diventa di soli 200 (!) watt al mq al livello del mare e che, udite udite, per poter ottenere una "significativa" (hanno usato questa parola) quantità di energia dai pannelli solari bisognerebbe coprire con essi TUTTE le terre emerse. Io capisco che Piero Angela e figlio, smaccatamente pro nucleare, non vedano di buon occhio il fotovoltaico ma questa mi sembra solo pura disinformazione!!

Sei sicuro di aver capito bene? Che il rendimento a terra di 200w/m2 non sia per caso quello relativo a quel sistema (che non ha niente a che vedere col fotovoltaico, fra l'altro)

Originariamente inviata da livingreen

Sei sicuro di aver capito bene? Che il rendimento a terra di 200w/m2 non sia per caso quello relativo a quel sistema (che non ha niente a che vedere col fotovoltaico, fra l'altro)

No, no, ha capito bene, e quello che ha detto è giusto.
In orbita si hanno 1380 W al metro quadro per 8640 ore all'anno.
A terra si hanno, forse, 1000 W per 1300 ore all'anno, ovvero 150 watt al metro quadro per ciascuna ora dell'anno mediamente. Si è tenuto largo.
Mi pare invece esagerato che sia necessaria la totalità delle terre emerse.
Ciao
Tersite

Infatti la bugia è proprio questa. Immaginate un telespettatore poco informato che ascolti una notizia del genere... Basta fare una piccola ricerca con Google per contraddire completamente quanto asserito nella trasmissione. Vedere, per esempio, GENESIS Project: Desert PV Network to Meet Global Energy Needs dove è scritto che basterebbe coprire con solo il 4% di pannelli fotovoltaici il totale dei deserti nel mondo per soddisfare tutta la richiesta mondiale di elettricità. Per sostenere questa affermazione proviamo a fare un pò di conti. (fonti World energy resources and consumption - Wikipedia, the free encyclopedia e EIA - International Energy Data and Analysis). La produzione mondiale di energia (nel 2008) è stata di 1,504x10+13 W, la superficie terrestre è pressapoco 5,1x10+14 m2. Quindi ipotizzando la produzione di 30 W al mq (200 W, come da loro asserito per una efficienza media del 15%), il totale della superficie terrestre produrrebbe 1,53x10+16 W cioè 1000 volte quanto richiesto. Poiché le terre emerse sono circa il 30% di tutta la superficie terrestre, basterebbe solo un trecentesimo di queste a produrre l'energia solare richiesta...

///// Aggiunta successiva /////
Purtroppo devo parzialmente rettificare i miei precedenti conti: l'energia consumata sulla terra era relativa ad un anno mentre quella prodotta dai pannelli lo era per un ora! Quindi nell'ipotesi di prima (30 W/h/mq) moltiplicando per 8760 (24x365 ore) otteniamo 262.800 W/anno. Moltiplicando questo per 1,53x10+14 mq (totale terre emerse) abbiamo 4,02x10+18 W (circa 270.000 volte il fabbisogno di energia totale)!!!!

ok, grazie.
Non ho visto la puntata, pensavo che si riferisse al rendimento del trasferimento a microonde.

Si, parlavano di trasferire grandi quantità di energia solare intercettate fuori dell'atmosfera, da convertire tramite pannelli solari e da trasferire sulla superficie terrestre con fasci di microonde.
Purtroppo devo parzialmente rettificare i miei precedenti conti: l'energia consumata sulla terra era relativa ad un anno mentre quella prodotta dai pannelli lo era per un ora! Quindi nell'ipotesi di prima (30 W/h/mq) moltiplicando per 8760 (24x365 ore) otteniamo 262.800 W/anno. Moltiplicando questo per 1,53x10+14 mq (totale terre emerse) abbiamo 4,02x10+18 W (circa 270.000 volte il fabbisogno di energia totale)!!!!

Pico61, W/h non ha molto senso... A meno che non si sia interessati a seguire con precisione delle variazioni istantanee di potenza elettrica. Ma non è questo il caso.

Ciao BesselKn, è necessario parlare di W/h in quanto questa è l'unità di misura dell'energia elettrica. Energia elettrica = Potenza elettrica x tempo. Posso esprimere la stessa quantità di energia in tempi diversi es. 1 W/h è equivalente a 1000 W per 1/1000 di ora. La quantità di energia prodotta nel mondo nel 2008 è espressa infatti in un anno. Non è importante la variazione istantanea ma la quantità totale.

Pico61, però 1 W/h ≈ 2,778*10^(-4) W/s = 2,778*10^(-4) J/s^2.
L'energia è, appunto, potenza*tempo. Quindi sarà W*h. Ma non di certo W/h.

Infatti. Hai perfettamente ragione.

Il watt è l'unità di misura della potenza del SI.

Un watt equivale a 1 joule al secondo (1 J/s), quindi abbiamo già l'energia (i joule) ed il tempo (i secondi).
Indicare l'energia in Wh è improprio.

Originariamente inviata da pico61

.
Purtroppo devo parzialmente rettificare i miei precedenti conti: l'energia consumata sulla terra era relativa ad un anno mentre quella prodotta dai pannelli lo era per un ora! Quindi nell'ipotesi di prima (30 W/h/mq) moltiplicando per 8760 (24x365 ore) otteniamo 262.800 W/anno. Moltiplicando questo per 1,53x10+14 mq (totale terre emerse) abbiamo 4,02x10+18 W (circa 270.000 volte il fabbisogno di energia totale)!!!!

Suppongo che dovrai ancora rivedere i conti.
270.000 volte stavolta sono troppe
Ciao
Tersite

Indicare l'energia in Wh è improprio.

Non sono d'accordo Livingreen, vedi a proposito Joule - Wikipedia . Come dici se W = J/s moltiplicando entrambi i membri per "s" otteniamo W*s = J e poiché h (ore) = 3600 s otteremo W*h = 3600 J (ed anche k*W*h = 3,6 M*J) che è l'equivalente tra l'energia elettrica e l'energia espressa in Joule.

Suppongo che dovrai ancora rivedere i conti.
270.000 volte stavolta sono troppe

Si, è vero....

Probabilmente il primo calcolo era quello corretto! Vedere, per esempio, http://rsta.royalsocietypublishing.o...3/993.full.pdf dove è scritto che basterebbe un millesimo della superficie terrestre coperto da pannelli fotovoltaici per ottenere tutta l'energia consumata sulla terra.

Originariamente inviata da livingreen

Indicare l'energia in Wh è improprio.

Più o meno come misurare i tubi o i televisori in pollici. Dimensionalmente è corretto, che non sia aderente al SI è vero, ma risulta più comodo per molti ambiti etichettare l'energia in Wh anzichè in Joule. O Kcal. O Tep. O in eV.

Non sono d'accordo Livingreen, (....)
Come dici se W = J/s moltiplicando entrambi i membri per "s" otteniamo W*s = J e poiché h (ore) = 3600 s otteremo W*h = 3600 J (ed anche k*W*h = 3,6 M*J) che è l'equivalente tra l'energia elettrica e l'energia espressa in Joule.

Ecco, è qui lo sbaglio....
Se moltiplichi secondi per secondi, ottieni dei secondi al quadrato. Invece, da una parte hai i joule FRATTO secondi, e dall'altra sono MOLTIPLICATI per i secondi: quando semplifichi, i secondi si elidono, e restano solo i joule.

che non sia aderente al SI è vero, ma risulta più comodo per molti ambiti etichettare l'energia in Wh

Beh, ma alla fine non è poi tanto comodo... se per indicare i joule usiamo i (W/s)*(h/3600) ci complichiamo solo la vita.

Ciao Livingreen, scusami ma credo di non aver capito...

Dai ricordi scolastici mi risulta che se moltiplico o divido entrambi i membri di una equazione per uno stesso valore, il risultato dell'equazione non cambia. Perciò da W = J/s ottengo Ws = Js/s, e poiché s/s = 1 si avrà Ws = J .

Salve a tutti,
ho sentito anch'io la buffa notizia fornita da super quark. Non è la prima volta che in questa trasmissione sento dati totalmente fuori misura, con questo non voglio screditarla, ma certamente non posso considerare autorevoli le loro informazioni.
Veniamo al punto, già preso in esame da pico61.
Sappiamo che nel deserto del Sahara ogni kWp di FV in Si-Policristallino, fornisce circa 7,92 GJ/anno di energia elettrica che, scritto in maniera non formale (come giustamente ricordato da Livingreen), sono equivalenti a circa 2200 kWh/anno di energia elettrica. Da wikipedia è possibile ricavare il consumo elettrico mondiale, pari a circa 471 EJ (130000TWh). Per generare tale energia, occorrono circa 59 TWp di fotovoltaico, che richiedono una superficie di circa 448400 kmq. Sapendo che il Sahara ha un'estensione di circa 9 milioni di kmq, possiamo dire che basterebbe coprire di pannelli FV il 5% della superficie del Sahara per soddisfare l'intero fabbisogno energetico mondiale di energia. E' chiaro che sarebbe difficoltoso smistare l'energia così prodotta e che le condizioni meteo dovrebbero essere sempre favorevoli, ma da qui a dire che non basterebbe coprire l'intera superficie emersa della terra, ce ne passa...
Saluti

poiché s/s = 1

quando semplifichi, i secondi si elidono

Mi sembra che sia la stessa cosa.

molto istruttivo questo disegnino: http://it.wikipedia.org/wiki/File:Solar_land_area.png
i punti neri sono la superficie di terra emarsa necessaria con tecnologia fotovoltaica. con sistemi più efficienti, ce ne vuole anche meno.
e poi chi l'ha detto che bisogna per forza utilizzare le terre emerse per intercettare l'energia solare? sul mare non batte forse il sole?

Non so per il fotovoltaico, ma per il termodinamico c'è un preciso calcolo del progetto Desertec http://c1.cleantechnica.com/files/2009/06/desertec.jpg
Per il fotovoltaico probabilmente l'area sarebbe minore, visto che i rendimenti sono simili ma il fotovoltaico usa anche la radiazione diffusa mentre il termodinamico solo quella diretta.

In ogni caso, il fotovoltaico per ampie estensioni rimane una grandissima bufala.

Originariamente inviata da janvaljan

In ogni caso, il fotovoltaico per ampie estensioni rimane una grandissima bufala.

lo sai per illuminazione divina o ci sono dei ragionament che potresti portare a suffragio della tua opinione?

Originariamente inviata da cirowsky

molto istruttivo questo disegnino: File:Solar land area.png - Wikipedia
i punti neri sono la superficie di terra emarsa necessaria con tecnologia fotovoltaica. con sistemi più efficienti, ce ne vuole anche meno.

...
Se li si installa su tetti ed infrastrutture, ne occorre ancora meno...

Ho letto la discussione e farò le mie osservazioni:
Per prima cosa vorrei che siano chiare le unità di misura di potenza ed energia.
La potenza si misura in watt (W); altre unità di misura che non fanno parte del SI sino cal/h, BTU/h, cv.
L’energia, secondo il sistema internazionale, in joule (J); altre unità di misura che non fanno parte del SI sino cal, Wh, BTU.
Invece W/h non indica né una quantità di energia, né potenza istantanea.

Originariamente inviata da pico61

…l'energia totale proveniente dal sole, da 1400 watt al mq al di fuori dell'atmosfera, diventa di soli 200 (!) watt al mq al livello del mare

Sei sicuro di aver ascoltato attentamente? Non è che quel 200 W è l’irradiazione media annua, considerando il giorno e la notte, il tempo avverso, ecc.
Tra l’altro il valore di irradiazione solare media per metro quadro, in Italia, è circa 150W (fonte: Stima radiazione solare sull'Italia)

Originariamente inviata da pico61

La produzione mondiale di energia (nel 2008) è stata di 1,504x10+13 W, la superficie terrestre è pressapoco 5,1x10+14 m2. Quindi ipotizzando la produzione di 30 W al mq (200 W, come da loro asserito per una efficienza media del 15%), il totale della superficie terrestre produrrebbe 1,53x10+16 W cioè 1000 volte quanto richiesto. Poiché le terre emerse sono circa il 30% di tutta la superficie terrestre, basterebbe solo un trecentesimo di queste a produrre l'energia solare richiesta...

Qui hai commesso alcuni errori: la produzione dovrebbe essere stata 1,5x10+14 kWh
La superficie della terra è 4/3 π R^2, quindi 1,7x10+14 m^2.
Quindi con 200W/m^2 e rendimento 15% si potrebbero in teoria produrre 2,98x10+17 kWh.
Bisogna poi considerare non solo gli oceani, ma anche le foreste, i campi coltivati, le catene montuose, tutta la superficie oltre una certa latitudine. In pratica rimangono i tetti degli edifici… e il deserto. Riguardo quest’ultimo bisognerebbe stipendiare un esercito di operai per rimuovere la sabbia con cui il vento, inevitabilmente, coprirebbe i pannelli. In ogni caso l’autosufficienza è comunque garantita, ammesso che non si badi a spese (sul lato economico vedere più avanti).

Originariamente inviata da pico61

///// Aggiunta successiva /////
Purtroppo devo parzialmente rettificare i miei precedenti conti: l'energia consumata sulla terra era relativa ad un anno mentre quella prodotta dai pannelli lo era per un ora!
Quindi nell'ipotesi di prima (30 W/h/mq) moltiplicando per 8760 (24x365 ore) otteniamo 262.800 W/anno…

Vedi introduzione sulle unità di misura

Originariamente inviata da pico61

Si, parlavano di trasferire grandi quantità di energia solare intercettate fuori dell'atmosfera, da convertire tramite pannelli solari e da trasferire sulla superficie terrestre con fasci di microonde.

Un’impresa del genere credo sia più costosa che ricoprire il Sahara.

Originariamente inviata da atomax

nel Sahara ogni kWp di FV in Si-Policristallino, fornisce circa 7,92 GJ/anno di energia elettrica che, scritto in maniera non formale (come giustamente ricordato da Livingreen), sono equivalenti a circa 2200 kWh/anno di energia elettrica. Da wikipedia è possibile ricavare il consumo elettrico mondiale, pari a circa 471 EJ (130000TWh). Per generare tale energia, occorrono circa 59 TWp di fotovoltaico, che richiedono una superficie di circa 448400 kmq. Sapendo che il Sahara ha un'estensione di circa 9 milioni di kmq, possiamo dire che basterebbe coprire di pannelli FV il 5% della superficie del Sahara per soddisfare l'intero fabbisogno energetico mondiale di energia.

E’ fattibile, ma bisognerebbe considerare anche le perdite dovute al trasporto di energia per decine di migliaia di km.

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Dal punto di vista dei costi economici bisogna premettere che l’energia prodotta con impianti fotovoltaici costa 5-7 volte di più rispetto alle fonti convenzionali. Con questo non voglio escludere a priori questa tecnologia, ma perlomeno bisogna essere disposti a pagare bollette salate.
Inoltre la produzione di energia nel Sahara implicherebbe dover produrre più energia per compensare le perdite di distribuzione su lunga distanza, ciò significa dover installare più moduli fotovoltaici. Ai costi si aggiungerebbe il discorso sulla rimozione della sabbia da me già citato.

Si parla wsclusivamente di costi diretti di produzione? Ma se si quantificano i costi indiretti, vedi salute, inquinamento,etc siamo proprio sicuri che il costo sarebbe di 5-7 volte il costo dell'energia da centrali alimentate a carbone, petrolio o addirittura nucleari?