IMPRONTE
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n.12 novembre 2013
Invenzioni solari tra le due guerre
Dopo la parentesi della I guerra mondiale si
ebbe, negli anni venti e trenta del Novecento, una
certa ripresa dell’interesse per l’energia solare.
Nella puntata precedente si è ricordato il grande
distillatore solare costruito nel Cile da Wilson. L’idea
di ottenere acqua dolce dal mare col calore solare
aveva sollecitato molti altri inventori, soprattutto in
vista dell’approvvigionamento di acqua potabile nei
paesi aridi; distillatori solari sono stati costruiti dai
francesi Richard e daAugustine Boutaric inAlgeria,
dall’italiano Guido La Parola (1899-1961) in Libia;
in tutti i casi si trattava di vasche poco profonde
rivestite da una lastra di vetro, isolate tutto intorno; il
calore solare provocava l’evaporazione dell’acqua
dalla soluzione salina e il vapore di acqua priva di
sali condensava sulle pareti interne del vetro del
distillatore e veniva avviata a un serbatoio esterno.
La produzione di acqua dolce variava fra 4 e 6 litri
al giorno per ogni metro quadrato di superficie del
distillatore.
Negli stessi anni trenta vi fu un vivace interesse
per l’energia solare nell’Unione Sovietica; il fisico
B.P. Veinberg creò una stazione sperimentale a
Tashkent, nella Repubblica sovietica Uzbeka (oggi
Uzbekistan) dove si formò un gruppo di studiosi che
costruirono motori solari, frigoriferi solari, distillatori
solari, soprattutto in vista dell’uso nelle zone asiatiche
dell’Urss. Fra tali studiosi si possono ricordare il
figlio dello stesso Veinberg, Vsovolod Borisovich, e
Valentin Baum (1904-1980) che divenne ben noto
internazionalmente dopo la II guerra mondiale.
Le pubblicazioni degli studiosi sovietici, purtroppo
difficilmente accessibili, meriterebbero maggiore
attenzione.
Negli anni trenta sono state costruite varie ‘case
solari’ nelle quali il calore invernale era fornito
dall’acqua scaldata entro pannelli solari piani; la più
ingegnosa fu progettata presso il Massachusetts
Institute of Technology da Maria Telkes (1900-
1995), una chimica di origine ungherese. Per la
conservazione del calore solare raccolto di giorno
per renderlo disponibile di notte la Telkes suggerì
di far circolare l’acqua scaldata dai collettori solari,
attraverso dei fusti contenenti solfato di sodio
decaidrato, un sale che fonde a circa 32 gradi
assorbendo circa 250 kJ per kg. Nella notte il sale
solidificava di nuovo cedendo calore alle stanze.
Maria Telkes, condusse ricerche sulla produzione
di elettricità mediante riscaldamento solare delle
saldature di speciali metalli, per effetto termoelettrico,
e progettò un distillatore solare galleggiante di plastica
da distribuire agli aviatori americani durante la II
guerra mondiale; se un aviatore veniva abbattuto in
mezzo al mare e si salvava su una zattera, col Sole
poteva distillare un po’ di acqua potabile dal mare.
Il distillatore era una specie di pallone di plastica
trasparente al cui interno era steso un materiale
poroso da impregnare di acqua di mare. Il pallone
era poi chiuso; il vapore acqueo formato dal Sole
condensava sulla parete a contatto con l’acqua di
mare fredda e forniva qualche litro di acqua dolce
al giorno. Molte vite sono state salvate con questa
invenzione solare.
Il fotovoltaico e le nuove frontiere dell’energia
solare
Alla fine della seconda guerra mondiale erano ormai
disponibili tutte le conoscenze per sperare in un
futuro basato sull’energia solare. Nel 1954 un gruppo
di imprenditori dell’Arizona costituì unaAssociation
for Applied Solar Energy (divenuta poco dopo Solar
Energy Society) che tenne un convegno e una
mostra a Tucson e a Tempe inArizona e che fu uno
dei più grandi stimoli per l’utilizzazione dell’energia
del Sole.
Una importante svolta si ebbe quando, nello stesso
1954, Daryl Chapin (1906-1995) e altri descrissero
la possibilità di trasformare sottili strati di silicio in
semiconduttori capaci di produrre elettricità dal Sole
con rendimento del 6%, un rendimento divenuto già
del 14 % nel 1960. Il quotidiano NewYork Times
salutò la scoperta come ‘inizio di una nuova era’. Le
prime utilizzazioni delle celle fotovoltaiche, a partire
dal 1958, furono per la produzione di elettricità solare
a bordo dei satelliti artificiali ma altre applicazioni
non tardarono: le celle fotovoltaiche potevano fornire
elettricità per azionare una radio o un frigorifero in
zone isolate; nel 1960 l’americano Charles Escoffery
(1917-2013) modificò un’automobile elettrica Baker
del 1912 ponendo sul tetto 7 metri quadrati di celle
fotovoltaiche; che caricavano le batterie. Dopo 8 ore
di esposizione al Sole l’auto poteva camminare per
un’ora raggiungendo i 30 km/ora. L’auto solare fu
presentata in molte città del mondo, fra cui Roma, e
fu il prototipo di tutte le automobili solari costruite nei
decenni successivi.
Le celle fotovoltaiche al silicio hanno l’inconveniente
che utilizzano soltanto la parte visibile della
radiazione solare, circa la metà della radiazione
totale; la radiazione non utilizzata viene dissipata
sotto forma di calore.
Molti altri semiconduttori sono stati tentati; qualche
successo si è avuto con sali di cadmio, tellurio e
qualche altro metallo e il campo è continuamente
aperto.
Gli anni cinquanta furono una nuova età dell’oro
dell’energia solare; le prospettive di un impoverimento
delle riserve di petrolio, gli ancora incerti passi
della produzione di elettricità con centrali nucleari
commerciali, spinsero di nuovo alla ricerca di energia
dalle fonti legate al Sole, continuamente rinnovabili.
Calore solare a bassa e ad alta temperatura, per far
funzionare motori e pompe; riscaldamento dell’acqua
per usi igienici e domestici con pannelli solari; fornelli
solari da cucina; elettricità con celle fotovoltaiche;
distillazione solare per ottenere acqua dolce dal
mare. E ancora: utilizzazione dell’energia del vento,
anche lei figlia del Sole che provoca le differenze di
temperatura fra le varie parti delle terre emerse e
degli oceani, e del moto ondoso, anche lui derivato
dal vento; possibilità di ottenere energia da alghe
‘coltivate’ in vasche solari, da prodotti e sottoprodotti
agricoli, ‘fabbricati’ dal Sole con la fotosintesi; una
migliore utilizzazione delle forze ‘contenute’ nelle
acque quando, nel ciclo dell’acqua tenuto in moto dal
Sole, superano dei dislivelli. Tutte queste possibilità
furono sperimentate e utilizzate e descritte in
centinaia di pubblicazioni di quel decennio. Una vasta
documentazione sulla storia delle tecnologie solari si
trova nel sito del Museo dell’Industrie e del Lavoro di
Brescia
n’ampia collezione di
immagini solari storiche si trova in:
it/documentazione/elenco_immagini_slideshow_
fondo.
Un bilancio delle prospettive delle ‘nuove’ fonti
di energia si ebbe in una grande conferenza
organizzata a Roma dalle Nazioni Unite nell’agosto
1961. I molti volumi degli atti di questa conferenza
(purtroppo una rarità bibliografica) mostrano bene
lo stato delle tecnologie legate al Sole; con quella
conferenza si può considerare conclusa la ‘storia’
dell’energia solare; quella che segue è cronaca di
applicazioni e perfezionamenti di cose note. Con
successi commerciali ed economici, sia pure in
un campo limitato delle applicazioni, soprattutto
fotovoltaico ed eolico.
La storia mostra invece che molte soluzioni sono
state dimenticate; segnate da insuccessi quando
sono state proposte, potrebbero resuscitare con le
nuove conoscenze tecnico-scientifiche, con l’uso
di nuovi materiali, in diverse condizioni di rapporti
internazionali e con l’attenzione rivolta ai fabbisogni
energetici dei paesi poveri nei quali il Sole è l’unica
fonte energetica disponibile. Buon lavoro per chi
vorrà occuparsene.
