Le installazioni solari convenzionali non mettono in discussione la nostra dipendenza dai combustibili fossili e lo stile di vita ad alto consumo di energia che ne deriva. Sia i pannelli solari sui tetti che gli impianti solari su larga scala sono in grado di fornire tutta l’energia che desideriamo, anche quando il sole non splende. Ciò accade perché questi sistemi utilizzano la rete elettrica centrale, che dipende in gran parte da combustibili fossili, come una sorta di batteria per far fronte alle carenze di energia.
Sebbene i pannelli solari collegati alla rete possano ridurre il consumo di combustibili fossili delle centrali termoelettriche, questi risparmi sono almeno in parte compensati dai combustibili fossili aggiuntivi necessari per costruire e mantenere quella che è essenzialmente un’infrastruttura a doppia energia. La combinazione di energia solare ed eolica può aumentare ulteriormente la quota di energia rinnovabile nella rete elettrica, ma ciò richiede un ulteriore sviluppo delle infrastrutture. Oltre all’energia, ciò richiede ulteriormente molto tempo e denaro.
La sostituzione delle centrali elettriche alimentate a combustibili fossili con sistemi di accumulo dell’energia, in modo che l’elettricità in eccesso generata nelle giornate soleggiate possa essere immagazzinata per quando il sole non c’è o non è abbastanza, incontra lo stesso problema. Lo stoccaggio dell’energia, sia integrato in una rete elettrica che localizzato presso le singole abitazioni (sistemi off-grid), è molto costoso da costruire e mantenere e consuma grandi quantità di carbonio.
Impianto solare autonomo
La produzione di pannelli solari ovviamente consuma grandi quantità di denaro ed energia. Tuttavia, i costi finanziari ed energetici dell’infrastruttura di backup associata sono molto più elevati. Per gli impianti solari collegati alla rete, questi costi sono molto difficili da calcolare con precisione, mentre per gli impianti solari autonomi (senza connessione alla rete e con proprio accumulo di energia) è molto più semplice. Prenderò quindi come esempio il piccolo impianto solare autonomo che alimenta il mio soggiorno a Barcellona.
Questo sistema è composto da due pannelli solari da 50W sul balcone, una batteria al piombo da 100 Ah ed un regolatore di carica da 10A. L’energia generata viene utilizzata, tra le altre cose, per l’illuminazione, l’impianto musicale, la ricarica di laptop e altri dispositivi elettronici. L’investimento finanziario iniziale è stato di 340 euro: 120 euro per i pannelli solari, 170 euro per la batteria e 50 euro per il regolatore di carica.
Ma mentre i pannelli solari dovrebbero durare 30 anni e il regolatore di carica circa 10 anni, devo sostituire la batteria al piombo in media ogni tre-cinque anni. 1 In un ciclo di vita di 30 anni, i costi ammontano a 120 euro per i pannelli solari, 150 euro per i regolatori di carica e, nella migliore delle ipotesi, a 1.020 euro per le batterie. Le batterie (e i relativi regolatori di carica) rappresentano quindi circa il 90% dei costi totali.
Lo stoccaggio dell’energia domina anche l’energia “incorporata” dell’impianto (e le conseguenti emissioni di carbonio). Per produrre la mia batteria al piombo sono stati necessari 1.200 megajoule (MJ) di energia. 2 Su una durata di 30 anni (sei batterie nella migliore delle ipotesi), ciò equivale a 7.200 MJ. I tre regolatori di carica aggiungono altri 360 MJ nel corso di 30 anni, portando il consumo energetico totale per il sistema di batterie a 7.560 MJ. 3 La produzione dei pannelli solari, invece, costa solo 2.275 MJ su un totale di 9.835 MJ. 4 In conclusione: oltre il 75% del consumo totale di energia fossile è dovuto allo stoccaggio dell’energia.
Altri tipi di batterie non cambierebbero significativamente questo risultato. Per un sistema off-grid simile con batterie agli ioni di litio, l’accumulo di energia rappresenterebbe circa il 95% del costo totale (che è quasi il doppio di quello di un sistema con batterie al piombo). Supponendo una durata ottimistica (10 anni), e includendo i regolatori di carica, lo stoccaggio dell’energia al litio rappresenta circa il 70% dell’energia investita in un sistema di rete solare. 5 6 Per le batterie al nichel-ferro, lo stoccaggio dell’energia rappresenterebbe l'85% del costo totale del ciclo di vita (non vi sono dati sui costi energetici). 7
Anche le dimensioni e l’ubicazione dell’impianto solare non comportano alcuna differenza. Un sistema più grande necessita di più pannelli solari, ma anche di batterie più grandi e di regolatori di carica più costosi e potenti. I rapporti rimangono gli stessi. 8 L’unico fattore che può attribuire ai pannelli solari una quota leggermente maggiore del costo totale sono le strutture su cui essi sono montati. Non ne tengo conto perché li ho costruiti io stesso con legno di scarto. Se però i pannelli solari vengono montati su un tetto, una soluzione fai da te è meno semplice. Anche in questo caso tuttavia, il costo dello stoccaggio dell’energia rimane di gran lunga la considerazione più importante.
Energia solare diretta: molto più economica e sostenibile
A differenza dei combustibili fossili, il sole e il vento non sono disponibili su richiesta. Il problema con il nostro approccio all’energia rinnovabile è che insistiamo sul fatto che l’energia dovrebbe essere sempre infinitamente disponibile, indipendentemente dal tempo, dalle stagioni o dall’ora del giorno. Far corrispondere la domanda di energia all’offerta, come è stato fatto in passato, porterebbe a drastiche riduzioni del costo e dell’uso dei combustibili fossili.
Ad esempio, se rinunciassi all’accumulo in batteria del mio impianto solare, il mio sistema diventerebbe circa 10 volte più economico: 120 euro invece di 1.290 euro su una durata di 30 anni. In alternativa, potrei spendere 1.290 euro solo per i pannelli solari, che mi darebbero un impianto solare da 1.075 watt. Si tratta di una capacità dieci volte superiore a quella dell’installazione con batterie, più di quella che starebbe sul balcone.
Senza batteria e regolatore di carica anche il costo energetico dell’impianto scende da 9.835 MJ a 2.275 MJ. In altre parole, potrei generare almeno quattro volte più energia solare con lo stesso investimento in combustibili fossili.
Come può essere pratica l’energia solare diretta?
Per ora è tutto in regola, ma il sole non splende dopo il tramonto e la quantità di energia solare varia durante il giorno e nel corso dell’anno. Allora come può l’utilizzo di pannelli solari senza batterie (o altre infrastrutture di backup nel caso di installazioni connesse alla rete) essere pratico?
Per rispondere a questa domanda, ci rivolgiamo a un pioniere dell’“energia solare diretta”: la Living Energy Farm. Questa comunità di educazione ambientale nello stato americano della Virginia è completamente “off-the-grid” grazie all’energia solare, ma solo il 10% dell’energia solare generata passa attraverso una batteria (nichel-ferro). Tuttavia, i pannelli solari forniscono energia a diverse case, a una cucina comune, a un’officina metallurgica e a una fattoria. 9 10
L’impianto solare è in funzione dal 2011 ed è costituito da sistemi separati con una potenza di picco totale di 1.400 Watt. 11 In confronto, la potenza di picco media di un impianto solare residenziale nel Regno Unito e negli Stati Uniti, per una famiglia, è rispettivamente di 4.000 watt e 6.500 watt. Come nel mio appartamento, anche la Living Energy Farm utilizza l’energia con parsimonia, ma ci sono altri motivi per cui l’utilizzo di batterie è pressoché nullo.
Alcuni elettrodomestici vengono utilizzati solo durante il giorno
Un primo motivo è evidente: alcuni apparecchi e macchinari elettrici vengono utilizzati solamente durante il giorno. Questo vale, ad esempio, per tutte le macchine dell’officina metallurgica, tra cui sega a nastro, compressore, smerigliatrice, sega circolare, tornio, fresatrice e trapano. Ciò vale anche per le macchine agricole come i mulini per cereali e le pompe per pozzi profondi. Collegate direttamente ai pannelli solari, queste macchine offrono tutte le funzionalità della moderna tecnologia alimentata dalla rete, con l’eccezione che possono essere utilizzate solo durante il giorno. 10
Su scala molto più piccola, ho utilizzato l’energia solare diretta per un saldatore, una pistola per colla e una pompa per l’irrigazione (per il balcone) a casa. Altri esempi di elettrodomestici e macchine che potrebbero essere utilizzati solo durante il giorno includono l’aspirapolvere, le macchine da cucire, le lavatrici, la console di gioco, il laser cutter e le stampanti 3D. Non è così difficile immaginare una società moderna in cui attività quali passare l’aspirapolvere e il fai da te si svolgono solo durante il giorno. Non è affatto un ritorno al Medioevo.
Inoltre, non tutti gli elettrodomestici richiedono un’attenzione costante. Lavatrici o lavastoviglie che si attivano automaticamente quando splende il sole sono spesso citate come esempi di applicazioni di una rete elettrica “intelligente”. Tuttavia questo approccio si basa su un’ampia infrastruttura di trasmissione elettrica, reti di comunicazione ed elettrodomestici ricchi di componenti elettronici.
Al contrario, in un approccio solare diretto e decentralizzato, l’intelligenza è fornita dal sole e dalla rotazione del pianeta. Una lavatrice o lavastoviglie ad energia solare diretta può essere completamente caricata e accesa la sera. Al mattino poi la macchina si avvia “automaticamente”. Puoi anche utilizzare i timer (elettronici o meccanici) per far funzionare diversi apparecchi uno dopo l’altro.
La misura in cui le nubi costituiscano un ulteriore limite per un impianto solare diretto dipende dalle dimensioni dei pannelli solari. Raddoppiare l’area dei pannelli solari garantisce energia solare sufficiente durante una copertura nuvolosa moderata, mentre l’installazione rimane molto più economica e sostenibile di un sistema con batterie o altre infrastrutture di backup.
Un’area ancora più ampia di pannelli solari potrebbe fornire energia sufficiente anche durante una fitta copertura nuvolosa, ma aumentando di dieci volte le dimensioni del sistema si riporta il costo al livello di un sistema autonomo con batterie. Quadruplicare l’area rende il sistema nuovamente dipendente dai combustibili fossili.
Molti elettrodomestici sono già dotati di batterie
L’energia solare diretta non esclude l’uso degli apparecchi elettrici dopo il tramonto. Come già accennato, la Living Energy Farm dispone di un modesto sistema di batterie che fornisce energia, tra le altre cose, a luci, ventilatori e dispositivi elettronici dopo il tramonto. 10 Inoltre, molti elettrodomestici moderni sono già dotati di accumulatori di energia integrati. Questo vale per tutti i tipi di veicoli elettrici, la maggior parte dei gadget elettronici e vecchi apparecchi elettrici con batterie AA.
Di conseguenza, questi tipi di dispositivi possono essere caricati con l’energia solare diretta durante il giorno e poi utilizzati per diverse ore dopo il tramonto grazie alla batteria integrata. In combinazione con un power-bank agli ioni di litio, un pannello solare diretto può consentire anche di caricare i dispositivi USB dopo il tramonto. Questa strategia può funzionare anche per l’illuminazione, poiché esistono molte lampade alimentate a batteria che si possono utilizzare come moderne torce, appese in diversi punti di stanze ed edifici.
Naturalmente, esternalizzare lo stoccaggio dell’energia chimica al dispositivo non è l’opzione più sostenibile. La produzione di batterie agli ioni di litio richiede combustibili fossili che, a differenza delle batterie al piombo, non vengono riciclati. La soluzione migliore, ovviamente, è ridurre l’uso dei dispositivi elettrici. Caricarle con l’energia solare diretta è comunque molto più sostenibile ed efficiente che tramite altre batterie o una rete elettrica alimentata a combustibili fossili. Se utilizziamo dispositivi ad alta tecnologia, preferibilmente nel modo più intelligente possibile.
Accumulo di energia non elettrica
Un terzo motivo per cui l’energia solare diretta è più pratica di quanto sembri inizialmente è che alcuni apparecchi elettrici possono essere utilizzati dopo il tramonto grazie all’accumulo di energia termica. Questo è molto più economico e sostenibile rispetto allo stoccaggio dell’energia elettrica. Lo stoccaggio dell’energia termica è già abbastanza consolidato per i sistemi di riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, che immagazzinano l’acqua riscaldata dal sole in una caldaia isolata o (solo per il riscaldamento degli ambienti) nell’involucro dell’edificio. Non è sorprendente che la Living Energy Farm disponga di tali sistemi, l’energia solare termica fornisce acqua calda anche nel mio appartamento.
Lo stesso approccio però funziona anche per due importanti elettrodomestici che devono funzionare dopo il tramonto e che consumano molta elettricità: il frigorifero e il fornello. Invece di immagazzinare l’elettricità proveniente da un pannello solare in una batteria, per poi alimentare un frigorifero o un fornello dopo il tramonto, questi apparecchi della Living Energy Farm utilizzano l’isolamento termico. Ciò mantiene il calore all’interno (nel caso del fornello) o all’esterno (nel caso del frigorifero) quando non c’è alimentazione elettrica. L’isolamento termico garantisce inoltre un’elevatissima efficienza energetica, che significa che ciascuno di questi apparecchi può già funzionare con un pannello solare da soli 100-200 watt.
Un frigorifero ad energia solare diretta
È perfettamente possibile collegare un frigorifero o un congelatore convenzionale direttamente a un pannello solare, ma un apparecchio del genere si riscalderebbe molto rapidamente di notte. Anche i frigoriferi più efficienti dal punto di vista energetico hanno uno spessore isolante relativamente limitato (solitamente 2,5 cm). Tuttavia, se lo spessore dell’isolamento viene aumentato a circa 12,5 cm, il consumo energetico di un frigorifero si riduce di quattro volte. 12 13 La capacità di raffreddamento passivo di un frigorifero può essere ulteriormente aumentata aggiungendo massa termica sotto forma di un serbatoio dell’acqua all’interno dell’apparecchio. Durante il giorno il pannello solare raffredda l’acqua o la converte in ghiaccio. Di notte, quest’acqua fredda o ghiaccio rallenta il riscaldamento del frigorifero. 14
Anche un frigorifero ad energia solare diretta si apre nella parte superiore, non nella parte anteriore. L’aria fredda è pesante e si perde molta meno energia quando qualcuno apre la porta. Tutte queste scelte progettuali si sommano ad un’efficienza energetica spettacolare. Uno studio sui frigoriferi solari diretti in regioni molto soleggiate (Texas e New Mexico, USA) ha dimostrato che essi mantengono la loro capacità di raffreddamento per 6 o 7 giorni senza alimentazione elettrica. Le unità funzionavano tutto l’anno con pannelli solari da soli 80 watt a 120 W. 15 La Living Energy Farm alimenta il suo frigorifero solare con un pannello da 200 W. 10
A differenza del riscaldamento solare, il raffrescamento solare è sintonizzato in modo ottimale alle variazioni stagionali della radiazione solare. Il raffreddamento richiede più energia in estate, quando c’è più energia solare. Il suddetto frigorifero nel New Mexico ha registrato un consumo di elettricità di 406 Wh al giorno in estate e di soli 230 Wh in inverno. 16 Inoltre, questa tecnologia può essere utilizzata lungo tutta l’industria del freddo, di cui il frigorifero domestico è solo una piccola parte, sebbene essenziale. Un’altra applicazione è il raffreddamento ad aria, anche se questa è meno studiata e più impegnativa. 17
Un fornello elettrico solare diretto
In linea di principio, un fornello convenzionale può essere collegato direttamente a un pannello solare. Tuttavia, come per un frigorifero convenzionale, ciò non è molto pratico. Si può cucinare solo durante il giorno e bisogna installare molti pannelli solari. Una singola piastra riscaldante necessita di 1.000 watt di potenza elettrica. Un fornello elettrico solare risolve questi problemi imballando il piano cottura con un isolamento termico. La tecnologia è fondamentalmente una combinazione di un piano cottura elettrico ed un haybox.
Grazie all’isolamento termico, un fornello solare elettrico accumula calore lentamente durante il giorno, che può poi essere utilizzato per cucinare dopo il tramonto. In questo modo, può essere sufficiente un’alimentazione molto inferiore per raggiungere temperature elevate. Si può immaginare come “caricare” un fornello non con l’elettricità, ma con il calore.
I ricercatori della California Polytechnic State University (Cal Poly) hanno costruito il primo fornello elettrico solare nel 2015. Il loro dispositivo da 12 volt, che da allora è stato ulteriormente sviluppato, necessita solo di un pannello solare da 100 W per funzionare. Questo fa bollire un litro d’acqua in un’ora. Con un’intera giornata di sole, può cuocere quasi 5 kg di fagioli, riso, stufato o patate. 18
È possibile cucinare dopo il tramonto utilizzando una pentola con fondo molto più spesso (5-10 kg). Il team di ricerca di Cal Poly è riuscito a portare la temperatura di quell’accumulo di calore solido a 250°C in cinque ore con un pannello solare da 100 W. Sono stati quindi in grado di far bollire un litro d’acqua in tre secondi dopo il tramonto. In un altro test, hanno saltato in padella 1 kg di verdure in due minuti. La configurazione ideale è composta da due pentole: una con e una senza accumulo di calore. Pertanto, un fornello solare elettrico può cucinare sia lentamente che velocemente, a seconda dell’ora del giorno e del piatto. 19
Termico o elettrico?
Come i sistemi solari per l’acqua e il riscaldamento degli ambienti, la cottura e il raffreddamento possono funzionare sia con che senza elettricità, con i pannelli fotovoltaici da un lato e i collettori solari termici dall’altro. Ma mentre il riscaldamento solare dello spazio e dell’acqua è più efficiente in termini di costi ed energia senza elettricità, per il raffreddamento solare e la cottura solare è esattamente l’opposto.
Il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua richiede differenze di temperatura relativamente piccole, che possono essere fornite da collettori solari termici a basso costo costituiti da lastre di vetro e tubi dell’acqua. Al contrario, il raffreddamento e la cottura necessitano differenze di temperatura maggiori, che richiedono collettori solari più sofisticati (a tubi sottovuoto o parabolici) – e questi sono più costosi dei pannelli fotovoltaici. 20 21
L’unica eccezione è un semplice fornello solare, una scatola isolata con un piano in vetro, che tuttavia non può raggiungere temperature così elevate. Inoltre, un fornello solare elettrico presenta alcuni vantaggi aggiuntivi. Con un elettrodomestico non elettrico bisogna cucinare all’aperto, una soluzione meno pratica ma anche meno efficiente, soprattutto in inverno: un fornello solare termico disperderà infatti più calore nell’ambiente. Un fornello solare elettrico è più efficiente anche dal punto di vista energetico, perché esso è isolato su tutti i lati. Funziona meglio anche con tempo nuvoloso e può essere utilizzato dopo il tramonto. Nella Living Energy Farm il fornello solare parabolico viene utilizzato solo in condizioni ottimali, ovvero in pieno sole e con temperature esterne elevate.
Quali sono le difficoltà tecniche?
Sebbene la Living Energy Farm stia mettendo in pratica tutte queste applicazioni dell’energia solare diretta, ci sono alcune difficoltà tecniche per coloro che vogliono seguire il loro esempio. Quasi tutta la nostra tecnologia moderna è progettata per funzionare con un’alimentazione elettrica stabile ed ininterrotta. Non deve essere necessariamente così, ma per ora l’energia solare diretta richiede solitamente qualche ritocco. Un sistema solare diretto è molto più semplice da realizzare rispetto ad un sistema autonomo con batterie, ma spesso richiede modifiche sui dispositivi coinvolti.
Alcuni dispositivi possono essere collegati direttamente ad un pannello solare: è sufficiente collegare i contatti positivo e negativo del pannello solare e del dispositivo. Ad esempio, le macchine con motore CC tollerano grandi fluttuazioni nell’alimentazione. L’officina metallurgica e le macchine agricole della Living Energy Farm funzionano in questo modo. Se le nuvole bloccano il sole, il carico elettrico combinato può diventare maggiore dell’energia fornita dai pannelli solari, ma ciò non ferma le macchine. Tutti i motori rallenteranno perché condividono l’energia disponibile, ma continueranno a svolgere un lavoro utile. 10 22
Lo stesso vale per tutti gli apparecchi che funzionano sulla base di elementi riscaldanti resistivi, come bollitori, piastre elettriche o sistemi di riscaldamento elettrici. Essi funzionano indipendentemente dalla potenza o dalla tensione, ma lavorano più lentamente o più velocemente. Un frigorifero ad energia solare diretta funziona meglio con un compressore DC variabile che può regolare la sua velocità in base alla variazione della produzione di energia solare. 10 23
Molti altri dispositivi necessitano di un ingresso di tensione specifico e stabile, che di solito non corrisponde a quello prodotto dal pannello solare. Questo può essere risolto posizionando un convertitore DC-DC (un convertitore “buck” o “boost”) tra il pannello solare e il dispositivo. Si tratta di un piccolo modulo elettronico che converte la tensione fluttuante di un pannello solare in una tensione di uscita costante per un dispositivo a bassa tensione (5 V, 12 V o superiore). 24
Se oltre a questo si utilizza un inverter, anche gli apparecchi di rete possono funzionare direttamente su un pannello solare. 25 I convertitori DC-DC sono essenziali per tutti gli apparecchi che contengono componenti elettronici. Questo è il caso di molti elettrodomestici moderni, compresi quelli che fino a poco tempo fa funzionavano senza elementi elettronici, come le lavatrici o le macchine da caffè. Ciò offre spesso due opzioni per far funzionare tali apparecchi con l’energia solare diretta. Si può montare un convertitore DC-DC, oppure modificare l’apparecchio bypassando l’elemento elettronico.
Manuali fai da te e dispositivi commerciali
La maggior parte delle applicazioni di energia solare diretta funzionano a bassa tensione, quindi possono essere utilizzati autonomamente in tutta sicurezza. Low-tech Magazine pubblicherà presto un manuale sull’argomento. Tuttavia, la Living Energy Farm utilizza corrente continua con tensioni più elevate per una serie di applicazioni. Ne sono un esempio le macchine utensili nell’officina metallurgica (90 V) e una serie di potenti forni elettrici solari (48 V, 180 V). Non è una buona idea costruire questi sistemi da soli a meno che non si faccia riferimento ad un elettricista qualificato, poiché queste tensioni possono causare incidenti mortali.
Coloro che desiderano costruire i propri fornelli solari elettrici (a bassa tensione) troveranno manuali completi sia presso Living Energy Farm che presso Cal Poly. 26 I dispositivi possono essere realizzati con materiali semplici. Il materiale isolante deve essere ignifugo. Materiali adatti sono lana di roccia, fibra di vetro, lana naturale o argilla.
È possibile utilizzare diverse tecnologie per gli elementi riscaldanti, ma incorporare fili di nicromo nel cemento è l’opzione più semplice. Questi cavi possono essere prelevati da una varietà di apparecchi come il tostapane, forni e piastre elettriche. In linea di principio, i fili riscaldanti possono essere fissati direttamente alla pentola, ma è più pratico realizzare un “nido” riscaldato in cui posizionare la pentola.
L’energia solare diretta spreca energia?
La sostenibilità di un impianto solare dipende non solo dall’energia necessaria per produrre e mantenere l’infrastruttura, ma anche dall’energia prodotta dai pannelli solari durante il loro ciclo di vita. Alcuni sostengono che, in questi termini, l’uso diretto dell’energia solare è inferiore rispetto agli impianti solari convenzionali collegati alla rete o alimentati a batteria.
Dopotutto, l’aspirapolvere, la lavatrice e il trapano elettrico non vengono utilizzati tutti i giorni e, scollegato da un elettrodomestico, un pannello solare non può produrre energia. Di conseguenza, la quantità di elettricità prodotta dal pannello diminuirà nel corso della sua vita, mentre l’energia necessaria per fabbricarlo rimane la stessa. Ciò significa che l’energia proveniente da un pannello solare diretto richiede un’intensità di carbonio più alta.
Tuttavia, poiché l’accumulo di energia nelle batterie (o nell’alternativa collegata alla rete) rappresenta una percentuale così elevata dell’energia totale investita, un pannello solare autonomo può sprecare molta energia prima di diventare meno sostenibile rispetto alla sua controparte con accumulo di batterie o connessione alla rete.
Inoltre, l’uso diretto dell’energia solare evita le perdite di carica e scarica causate dalle batterie, o le perdite di energia nell’infrastruttura di trasmissione per i sistemi connessi alla rete. Entrambi devono essere compensati da ulteriori pannelli solari. Anche i pannelli solari collegati alle batterie o alla rete sprecano energia, una conseguenza della grande differenza nella produzione di energia tra estate e inverno.
Massimizzare l’energia solare diretta con servizi collettivi
Tuttavia, è importante massimizzare la produzione di energia di un pannello solare diretto. In questo contesto è utile ritornare per un momento al sistema di esempio originale situato sul mio balcone. L’energia solare diretta potrebbe essere una bella aggiunta a questo sistema, soprattutto per frigorifero e fornello. Proprio a causa di questi elettrodomestici, nel 2016 ho concluso che era impossibile scollegare completamente il mio appartamento dalla rete elettrica.
Tuttavia, la Living Energy Farm dimostra che si può fare: sul balcone c’è spazio per altri 200 watt di pannelli solari (4 x 50 W), sufficienti per alimentare sia un frigorifero termicamente isolato che un piano cottura. Non è necessaria una capacità aggiuntiva della batteria.
Per altri apparecchi, invece, l’energia solare diretta è di scarsa utilità nel mio caso. Non sarebbe molto efficiente installare un pannello solare aggiuntivo per la lavatrice o il trapano elettrico, poiché vengono utilizzati solo occasionalmente. Ciò sembra giocare a favore di una rete elettrica “intelligente”, perché in questo modo molte famiglie possono utilizzare la stessa energia solare, c’è sempre qualcuno che ha bisogno di lavare i panni o di fare un buco.
Tuttavia, una rete così intelligente richiede molte infrastrutture, anche se l’energia solare diretta dovesse essere utilizzata su quella scala. Potrebbe non richiedere batterie o combustibili fossili come backup, ma richiede infrastrutture di trasmissione e comunicazione.
La Living Energy Farm dimostra una soluzione alternativa: l’organizzazione comunitaria dei compiti e del lavoro domestico. Invece di una rete elettrica comune che distribuisce energia a molte singole famiglie, possiamo creare servizi collettivi con produzione di energia decentralizzata.
Nell’officina comune della Living Energy Farm l’energia solare diretta può essere utilizzata in modo molto più efficiente che in un’officina individuale che viene utilizzata solo occasionalmente. Una lavanderia collettiva in ogni vicinato utilizzerebbe inoltre l’energia solare diretta in modo molto più efficiente. Inoltre, in questo modo risparmiamo molta energia da elettrodomestici, e guadagniamo molto spazio.
Energia eolica diretta?
Questa strategia diventa ancora più importante se scegliamo non l’energia solare diretta, ma l’energia eolica diretta, o una combinazione di entrambe. La Living Energy Farm si trova in una regione soleggiata, ma lo stesso approccio potrebbe funzionare anche in luoghi ventosi.
Tuttavia, esiste una differenza importante tra l’energia solare e l’energia eolica. L’efficienza di un pannello solare non dipende dalle sue dimensioni, il che rende l’energia solare ideale per la produzione di energia decentralizzata. Al contrario, l’efficienza di una turbina eolica aumenta più che proporzionalmente all’aumentare del diametro del rotore. Molto meglio di una turbina eolica per famiglia, è quindi una turbina poco più grande per una comunità di famiglie per alimentare una lavanderia o un’officina collettiva.