Prendilo? Quindi un anello rotante produce un flusso oscillante; se rappresentassi graficamente i suoi valori traccerebbe un’onda sinusoidale. Ciò crea una tensione oscillante nel filo, provocando il movimento degli elettroni e un growth: hai corrente alternata. Hai appena creato un generatore! Questa è chiamata induzione elettrica.
Ora puoi amplificarlo sostituendo quel singolo anello di filo con una bobina avvolta contenente molti, molti anelli. Oh, funziona anche al contrario: invece di ruotare una bobina in un campo magnetico stazionario, puoi ruotare i magneti attorno advert una bobina stazionaria. Il movimento relativo è tutto ciò che conta.
Dare una svolta alla cosa
Quindi vedi, quasi tutti i metodi per generare energia elettrica si riducono a un magnete e una bobina di filo. Abbiamo solo bisogno di un modo per ruotare l’uno o l’altro. Per questo abbiamo alcune opzioni. Se metti delle grandi pale sul tuo rotore e lo esponi al vento, la collisione delle particelle d’aria sulle pale esercita una coppia e fa girare un albero. Quella è una turbina eolica. Oppure si potrebbero mettere delle turbine in una grande diga e usare l’acqua corrente per farle girare: questa è l’energia idroelettrica.
Potresti anche far bollire l’acqua e usare il vapore per azionare le turbine. Questo è ciò che fanno la maggior parte delle centrali elettriche, di solito bruciando combustibili fossili per produrre calore. Potrebbe essere carbone, petrolio o gasoline naturale, è tutta la stessa tecnologia. Oppure potresti sfruttare il calore sotterraneo e usarlo per produrre vapore: sì, è l’energia geotermica.
In effetti, è così che funziona anche l’energia nucleare: prendi un elemento pesante come l’uranio e lo dividi in atomi più piccoli, che ti danno l’energia per riscaldare l’acqua e azionare le turbine a vapore. Sì, l’unica differenza tra una centrale elettrica a carbone e una centrale nucleare è il modo in cui fai bollire l’acqua. Pensavi fosse più complicato, vero?
Ma ancora una volta c’è un’importante eccezione, una tecnologia di generazione che non utilizza l’induzione elettrica. Hai notato l’omissione? Ironicamente, sono i pannelli solari. Le celle fotovoltaiche sono dispositivi a stato solido, non hanno parti in movimento, e convertono la luce direttamente in elettricità.
Direttamente dalla fonte
Quanto succo possiamo ottenere direttamente dal sole? Ebbene, l’intensità della radiazione solare diminuisce man mano che ci si allontana dal sole, perché una determinata quantità di luce si diffonde su un’space più ampia. E quando raggiunge la Terra, parte di quella luce viene assorbita o dispersa nell’atmosfera. (Ecco perché il cielo è blu.) Ma siamo a una distanza perfetta, quella che impedisce agli oceani di bollire o di congelarsi.
All’equatore, il flusso solare – la quantità di energia che colpisce il suolo – è di circa 1.000 watt per metro quadrato. Naturalmente la Terra è curva, quindi diminuisce man mano che ci si sposta verso i poli. Ma in una buona posizione, con un pannello che ha un’efficienza di conversione del 20%, puoi arrivare fino a 200 W/m2. Ciò significa che bastano pochi pannelli per fornire tutta l’elettricità di cui una casa ha bisogno.
Quindi sì, la maggior parte dell’energia che utilizziamo proviene dal sole. Potresti anche pensare ai depositi di combustibili fossili come a batterie che immagazzinano energia solare per le civiltà future. Ma con le vecchie tecnologie, otteniamo quell’energia indirettamente, dopo molteplici conversioni da una forma all’altra e inevitabili perdite lungo il percorso. Perché non eliminare gli intermediari e procedere direttamente? Nessuna emissione di carbonio, nessun inquinamento atmosferico, nessun rifiuto radioattivo, nessun costo di estrazione o trasporto. E il sole continuerà a splendere per cinque miliardi di anni.
