Il sole
La quantità di energia solare, che arriva sulla terra, è enorme e varia in funzione della latitudine del luogo (massima all’equatore e minima ai poli). E’ una fonte di energia pulita e inesauribile e anche se per il suo sfruttamento richiede costi elevati, il suo modo d’impiego si dovrebbe potenziare e perfezionare tecnicamente, perché nessun costo vale quanto il rispetto ecologico dell’ambiente. Si può conoscere la composizione del sole, analizzando lo spettro di luce emesso. L'analisi spettrale, scoperta dai tedeschi Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen, è inconfondibile e immutabile, come per i solidi incandescenti e i liquidi alle alte temperature, per ogni elemento chimico allo stato gassoso. Lo spettro continuo della luce solare contiene linee scure, che Bohr interpretò come fotoni assorbiti da atomi e ioni dei gas solari. Nel sole prevalgono gli elementi più leggeri: idrogeno, in maggiore quantità, ed elio. Altre fonti di energia, definite rinnovabili perché inesauribili, oltre a quella solare e all'energia idraulica, dipendenti dalla vita del sole e dal ciclo dell'acqua, sono: l'eolica, la geotermica e quella dei rifiuti e delle maree.
Il sole
Il sole è una stella, che si trova nel centro del sistema solare, essenzialmente costituita da idrogeno (80%) ed elio (19%), attorno al quale orbitano otto pianeti tra cui la terra, oltre a quelli nani con i loro satelliti, i corpi minori e un mezzo interplanetario, formato da polvere, raggi cosmici e plasma caldo proveniente dal vento solare. E’ distante dalla terra otto minuti -luce (un anno – luce è la distanza che la luce, viaggiando nel vuoto a 300000 km/s, può percorrere in un anno), ha un diametro di 1,4 milioni di chilometri. La materia solare si comporta come un gas ideale. E’ un plasma di temperatura molto elevata con elettroni, protoni, elioni ed elementi pesanti in piccola quantità: ioni positivi senza corteccia elettronica e fotoni che trasportano l’energia radiante. Il nucleo è la parte più interna del sole, dove avviene la fusione nucleare, la temperatura si aggira sui sedici milioni di gradi e la pressione intorno a 500 miliardi di atmosfere. Gli atomi d’idrogeno per effetto di queste elevate temperature si scompongono in protoni ed elettroni. I protoni vincono la repulsione della loro carica e si uniscono, formando un nucleo di elio e liberando energia sotto forma di fotoni gamma. Il sole, ogni secondo, libera un’energia pari alla massa di quattro milioni di tonnellate e altre 590 sono convertite in elio. Il protone medio deve aspettare tredici miliardi di anni per fondersi con altri tre protoni e formare un nucleo di elio. La produzione di energia del sole deriva da protoni che hanno subito in anticipo le loro reazioni che aumentano nel tempo con aumento della luminosità. Il sole perciò si trasformerà in una gigante rossa e la fusione dell’elio raggiungerà centinaia di milioni in gradi. L’energia, che si sviluppa nel nucleo del sole, attraversa la zona radiativa in dieci milioni di anni fino a raggiungere lo strato convettivo, dove i gas la trasportano verso l’esterno. I gas, raffreddandosi ritornano nella zona radiativa. In questo continuo movimento l’energia è trasportata nella zona successiva: la fotosfera. I gas che formano la fotosfera salgono verso la superficie e ridiscendono verso la zona convettiva. Formano alte colonne, note come granuli, con una vita media di pochi minuti che cambia continuamente l’aspetto del sole. L’ultimo strato del sole è la cromosfera, dove i gas sono concentrati intorno alle macchie solari, formando getti fiammeggianti: facole, estese per 15000 chilometri o in altre zone, formando supergranuli o spicole per 30000 - 40000 chilometri. L’ultima zona del sole è la corona costituita da idrogeno molto rarefatto e con temperature di oltre un milione di gradi. I granuli della fotosfera e della cromosfera mantengono costante la temperatura della corona.