Specchio Solare

Cos’è quello?

È un’approssimazione a spicchi di uno specchio parabolico. Uno specchio parabolico ha, per la sua conformazione geometrica, la capacità di concentrare in un punto (il fuoco) i raggi di luce paralleli al suo asse. Nel nostro caso il “fuoco” non è un solo punto ma una specie di asterisco fatto di tanti segmenti quanti sono gli spicchi.

Bello ma a cosa serve?

Se i raggi di luce sono quelli del sole, il risultato è che nel fuoco si concentra in ogni momento un’energia molto elevata, che può essere sfruttata in svariati modi: per produrre energia elettrica, per bruciare le navi nemiche (come si narra abbia fatto Archimede da Siracusa contro le navi romane) oppure per cucinare.
Il nostro modello è stato pensato proprio come CUCINA SOLARE: mettendo una pentola piena d’acqua nel “fuoco”, si riesce a cuocere una pasta o qualsiasi altra cosa senza consumare neanche un po’ di gas e usando solo l’energia pulita del sole.

Come l’avete costruito?

Il problema che si poneva era: come costruirlo nel modo più economico, ma senza sacrificare la sua efficacia per i nostri scopi? Certo un paraboloide di rotazione con la capacità riflettente di uno degli specchi a cui siamo abituati sarebbe stato perfetto, ma non alla nostra portata.
La forma: È proprio necessario che il fuoco sia un punto? Non per una cucina solare: è sufficiente che l’area di convergenza dei raggi sia contenuta nella nostra pentola (che non è certo puntiforme!). Perciò si è pensato all’approssimazione a spicchi con un profilo parabolico, molto più facili da realizzare.
La struttura parabolica è fatta in polistirolo: è leggero, non costa troppo e soprattutto lo sappiamo tagliare con precisione, grazie al nostro mitico tagliapolistirolo! La superficie parabolica è rivestita di uno strato di acetato (le copertine trasparenti che usano in copisteria) , per eliminare la ruvidità naturale del polistirolo, al quale è stato incollato un foglio di mylar alluminato (un materiale plastico rivestito di alluminio) per rendere il tutto riflettente.

La costruzione

Il primo passo è stato la costruzione del tagliapolistirolo: il principio base è molto semplice, un filo caldo e teso taglia molto bene questo materiale, che fonde a temperature molto basse. Nel nostro caso il filo è una corda di chitarra, tenuta in tensione da un sistema di elastici, attraverso la quale passa una corrente elettrica che la riscalda. Il taglio degli spicchi ha impiegato buona parte del lavoro: il tutto sfruttando guide prima rettilinee, poi a forma di parabola (realizzate in compensato sottile e facile da lavorare). Poi ad ogni spicchio si è incollato il doppio rivestimento di acetato-mylar.
Incolliamo tra loro gli spicchi… ed ecco pronto il nostro specchio!

Un po’ di numeri

L’area coperta dallo specchio è di circa 2.4 m^2: considerando che la potenza che ci arriva dal sole a mezzogiorno, su una superficie perpendicolare ai raggi, è intorno ai 1000 Wm^2 (un po’ di meno a dicembre, un po’ di più a giugno), il nostro specchio concentrerà sul “fuoco” una potenza intorno ai 2 kW (questo valore dipende dal potere riflettente del materiale con cui è ricoperto lo specchio). Per un normale fornello da cucina la potenza è dell’ordine del kW (varia da meno di 1 kW fino a qualche kW a seconda del tipo): il nostro specchio non ha niente da invidiare alla cucina di casa! E il tutto senza consumare neanche un po’ di gas..

Il solare in Italia

Attualmente in Italia la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili si attesta intorno al 15%, di cui però oltre il 10% proviene da centrali idroelettriche e ha perciò quasi raggiunto il suo limite massimo di sfruttamento, per lo meno per quanto riguarda i grandi impianti. Una delle proposte per l’imminente meeting sul clima a Copenaghen prevede che per il 2050 almeno i due terzi della produzione vengano da fonti rinnovabili (e almeno il 20% nel 2020): l’Italia dovrebbe più che raddoppiare l’apporto di energia da solare ed eolico entro dieci anni. Per quanto riguarda il solare, la quota attuale è molto inferiore ad un punto percentuale, nonostante esistano già molte tecnologie valide per sfruttare l’energia che ci arriva dal sole:
-Impianti solari termici: per riscaldamento o per la produzione di acqua calda (o per cucinare!)
-Impianti solari termodinamici: sfruttano la concentrazione solare tramite specchi per la produzione di energia elettrica
-Impianti fotovoltaici.

L’idea della concentrazione della luce solare tramite specchi, che può sembrare quasi banale, trova solo ora un po’ di interesse da parte delle grandi produzioni di energia: il solare termodinamico potrebbe essere una delle vie future dell’energia solare. In Italia al momento è stato realizzato un solo progetto in questa direzione: è il progetto Archimede, che sfrutta degli specchi parabolici lineari (e quindi ancora più semplici del nostro!) per riscaldare un fluido che scorre nel tubo posto lungo la linea di fuoco degli specchi. È molto importante incentivare anche l’autoproduzione di energia dal sole: pannelli solari termici o fotovoltaici possono facilmente trovare posto sui tetti delle abitazioni e soddisfare buona parte delle esigenze casalinghe.

Ma a parte il cucinare che scopo ha tutto ciò?

Il nostro progetto vuole mostrare come l’autocostruzione delle più semplici fra le tecnologie del solare sia alla portata di tutti, e come sia importante guardare non solo alle grandi produzioni centralizzate di energia, ma anche ad una produzione autonoma, in ognuna delle nostre case. Inoltre vogliamo mostrare come alla base del solare termodinamico, che potrebbe rappresentare una delle vie di fuga dai combustibili fossili, ci sia un principio molto semplice: il fatto che queste tecnologie non siano ancora sfruttate adeguatamente dipende da una colpevole mancanza di investimenti e non da una loro complessità intrinseca. Inoltre, dobbiamo confessarlo, l’autocostruzione è un gran divertimento! (potete immaginare quanto tempo abbiamo perso a giocare con il tagliapolistirolo…)

Ecco come lo specchio accende una scopa di saggina in una mattina di dicembre!strong&
http://www.youtube.com/watch?v=Zb2vUqsKrXY

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