Moduli fotovoltaici

Tesina di:Marco Nicoli 5^BLSTEsame di Stato a.s. 2013-14

Indice

Mappa concettuale pag 3

Introduzione pag 4

Celle monocristalline pag 5

Celle policristalline pag 6

Film sottile moduli amorfi pag 7

Superficie moduli pag 8

Inclinazione pag 12

Energia solare pag 13

Chimica del silicio pag 14

Funzionamento pannello fotovoltaico pag 15

Costi impianto fotovoltaico pag 16

Renewable energy pag 17

Effetto fotoelettrico pag 18

Fotosintesi clorofilliana pag 20

Accesso remoto pag 22

Hans Jonas pag 24

Protocollo di Kyoto pag 26

Bibliografia pag 28

Effetto fotoelettrico

renewable energy

Chimica del silicio

Moduli fotovoltaici

accesso remoto

Hans Jonas

Fotosintesi clorofilliana

Protocollo di Kyoto

Introduzione

L’utilizzo delle risorse rinnovabili è una tema di grande importanza e attualitàper il momento storico nel quale noi stiamo vivendo, dove la natura , glianimali e il pianeta sono a rischio a causa dell’inquinamento prodottodall’animale più pericoloso di tutti , l’uomo.

Esistono però dei movimenti , imprese , aziende che lavorano con l’obiettivo disalvaguardare l’ambiente utilizzando delle risorse e delle energieecocompatibili , rinnovabili come l’energia del sole , dell’acqua , del vento ,delle biomasse che possono strapparci dalla dipendenza dei combustibili fossili.

L’argomento della mia tesina sono i moduli fotovoltaici perché sono un’ottimaalternativa per la produzione di energia elettrica semplicemente sfruttandol’energia del sole, l’unico problema è che questa tecnologia è poco conosciuta esi ha paura dell’investimento che una azienda o una singola famiglia deve fareprima di trarne dei profitti.

Cercherò di spiegare con parole e nozioni molto semplici i tipi di moduli cheesistono ,come funzionano e il costo per una abitazione media collegando laspiegazione alle materie di indirizzo.

Celle monocristallinePer produrre le celle di silicio monocristallino il grado di purezza del composto deveessere del 99%, di fatti la produzione richiede dei trattamenti complessi per ottenere ilgiusto grado di purezza desiderato, il silicio si deve creare da un unico cristallo e gliatomi devono avere lo stesso orientamento e gli stessi legami tra loro, il silicio deveessere raffreddato in modo molto accurato, alla fine si otterranno dei cilindri didiametro di 20 cm e di lunghezza di alcuni metri, la testa e la coda di questo cilindroverrà scartato e poi verrà tagliato l’intero blocco in piccole celle che poi verrannomodificate a loro volta per creare delle forme esagonali che permetteranno disfruttare al meglio lo spazio all’interno del pannello fotovoltaico .

Lo spessore delle celle va da 180-200 micrometri (questo dato può variare molto daazienda ad azienda perché se un produttore ha tecnologie più avanzate riesce adottenere un cella più sottile e quindi ad avere uno spreco minore di silicio edabbassare i costi di produzione).

I pannelli monocristallini necessitano e funzionano al meglio con una luce diretta delsole e quindi è molto importante avere un perfetto orientamento dei pannelli, la resa èdel 18% circa.

Non ha vincoli paesaggistici perché presenta un colore blu scuro molto uniforme, neltempo vi è un decadimento dei pannelli di circa il 20% ma hanno una vita media che vadai 20-25 anni.

La resa cala a picco man mano che la temperatura si alza infatti produce più energianel periodo autunnale e primaverile, la temperatura ottimale è di 25° e si stima che laresa cali dal 0,4-0,6% per ogni grado in più.

Celle policristallinePer produrre le celle di silicio policristallino si utilizzano gli scarti della componentisticadell’elettronica il silicio che viene fuso e poi solidificato non è così puro perché laproduzione viene svolta in modo più grossolano di fatti all’interno della cellapolicristallina gli atomi hanno orientamenti casuali e i legami tra gli atomi sonodifferenti e si vengono a creare dei piccoli o grandi cristalli diversi tra di loro, questa è ilmotivo per cui la cella si presenta di colori differenti che variano dal blu chiaro al bluscuro, il processo di produzione avviene facendo liquefare il silicio e poi vieneraffreddato e prende la forma di un parallelepipedo e poi viene tagliato.

Lo spessore delle celle va da 180-200 micrometri.

I pannelli policristallini necessitano e funzionano al meglio con una luce diretta del solee quindi è molto importante avere un perfetto orientamento dei pannelli, la resa varia èdel 15% circa.

Il costo medio di un impianto policristallino è di 0,60 euro/watt.

Presenta dei vincoli paesaggistici perché il pannello ha un colore blu non uniforme peròsi sono studiati delle speciali pellicole superficiali che permetto di cambiare il colore delpannello, l’architettura si sta muovendo in questo campo in modo tale da riuscire adintegrare i pannelli policristallini già all’interno di strutture.

Anche nel policristallino come nel monocristallino i problemi legati al decadimento dellaresa nel corso degli anni e la diminuzione dell’efficienza a causa della temperatura sonogli stessi.

Film sottile moduli amorfi

Qui non possiamo parlare di celle amorfo perché il silicio amorfo (ossia sono composti disilicio associato con altri materiali come il silano SiH4 e il disilano Si2H8) viene fattovaporizzare ad una temperatura di 400° e poi viene stampato su delle lastre di metallo oanche su del vetro, lo spessore quindi è solo di 1 micrometro e questo è moltovantaggioso perché la quantità di materiale utilizzato è minimo e la quantità di energiautilizzata per l’intero processo di produzione è molto basso anche perché il silicio amorfoviene preso tramite il riciclo degli scarti della tecnologia mono e policristallina.

Questo modo di produzione ossia tramite un vero e proprio stampaggio del silicio nondà il tempo al composto di silicio di orientarsi in maniera uniforme prima di solidificarsi egli atomi infatti hanno orientamenti differenti tra di loro e non si formano dei cristalli,questo influisce sulla resa del film amorfo che è solo del 6-9%.

Il pannello si presenta non in tante celle ma in uno strato molto uniforme e continuo eanche se non ce ne accorgiamo vi sono delle piccole righe che separano i vari strati delfilm che però non sono visibili ad occhio nudo, i collegamenti tra i vari spazi avviene inmaniera strutturale e non necessitano di interconnessioni esterne come nelle altre cellefotovoltaiche, lo strato superiore deve essere ricoperto da uno strato trasparente perproteggere il film.

Anche i moduli a film sottili non hanno vincoli paesaggistici perché presentano un colorouniforme anche loro grazie alla possibilità di poter spruzzare su qualsiasi superficie ilsilicio amorfo viene studiato dagli architetti per integrare le strutture fotovoltaicheall’interno di edifici, la vita media dei film amorfi però è solo di 10 anni con ildecadimento del 30% nei primi mesi però dopo rimane molto stabile nel tempo.

Il film amorfo non necessita per forza di luce diretta e funziona molto bene anche con laluce diffusa e questo fa sì che durante le giornate nuvolose produca lo stesso un grandequantitativo di energia rispetto agli altri pannelli, questo comporta che non risentemolto delle zone di ombra e non richiede quindi di particolari inclinazioni rispetto al solee infine produce di per più tempo perché inizia prima alla mattina e finisce più tardi allasera di fatti adesso si stanno studiando delle strutture che presentano più film amorfi tradi loro che si differenziano per la lunghezza d’onda della luce ideale per produrre energia,vengono posti su una superficie in modo tale da riuscire nelle varie ore del giorno aprodurre sempre in maniera efficiente in base alla posizione del sole.

Superficie moduliPer riuscire ad avere una maggiore superficie totale dell’impianto, ogni modulo vienetrattato tramite un procedimento laser che permette la creazione di piccoli solchi aforma pseudo piramidale.Grazie alla nostra macchina SEM siamo riusciti a scattare alcune foto nell’ordine digrandezza dei micrometri.

Inclinazione

I pannelli solari vengono posti o su basi mobili che ruotano il pannello e loorientano in direzione del sole oppure su basi fisse che però devono esseremontate con una inclinazione ottimale, lo scopo di orientare i pannelli verso il soleè quello di riuscire ad avere il maggiore irraggiamento ossia di avere unaradiazione solare istantanea incidente perpendicolare alla superficie del pannelloin modo tale da ottimizzare la sua resa.

Negli impianti con base mobile questo problema non è rilevante perché lastruttura tramite un software modifica l’ angolazione dei pannelli durante lagiornata ma negli impianti in cui i moduli rimangono fissi è molto importanteriuscire a trovare un’inclinazione ottimale, questa inclinazione di solito è datadalla latitudine in cui ci troviamo però può variare anche a fattori che sono in basealla necessità dei privati, se un’azienda necessita di una maggiore quantità dienergia durante il periodo primaverile e ne necessita di meno durante gli altriperidi l’impianto sarà studiato in modo tale da dare un perfetto orientamento einclinazione in modo tale da ottenere maggiore energia in quel lasso di tempo, un’ulteriore variabile che influisce sul calcolo dell’inclinazione è data anche dallecondizioni climatiche in cui ci si trova perché se il clima del luogo in cui si deveinstallare l’impianto per la maggior parte dell’anno è nuvoloso, con frequentipiogge, preferirò un’inclinazione che avvantaggi i pannelli ad ottenere unmaggiore quantità di luce riflessa a scapito di quella diretta; oppure se il clima èl’opposto ossia per la maggior parte dell’anno con cielo sereno e molto irraggiatodal sole metterò i pannelli in modo tale da catturare una maggiore quantità diluce diretta.

In Italia l’inclinazione è dai 30° ai 40° (dipende dalla latitudine) orientate versoSud, se si vuole avere un giusto rapporto tra luce diretta e diffusa durante l’annodovremo sottrarre di 5 gradi al nostro angolo di latitudine invece se vogliamomaggiore luce diretta sottraiamo dai 10-15 gradi.

Un fattore molto importante per quanto riguarda la progettazione di posa disistemi fotovoltaici è quello di effettuare degli studi anche su come è strutturatol’impianto e quello che circonda l’impianto per evitare la formazione di zoned’ombra che possono rendere inefficienti un intero impianto.

Energia solareTutta l’energia solare diretta sulla terra non arriva in modo perpendicolare sullasuperficie, la media globale è di 1365 KW/m^2 e può variare del 3-3,5%durante l’anno (costante solare) questo è data dal fatto che la luce deveattraversare l’atmosfera e quindi parte di questa radiazione viene riflessadirettamente nell’universo 25% ed una parte entra all’interno della atmosferache verrà diffusa per il 18% ed assorbita per il 25% dall’atmosfera stessa,questa luce poi arriverà diretta sulla terra per il 27% e per il 5% riflessa dalterreno.

Queste percentuali però variano in base alla latitudine e per quanto riguardal’Italia la media in percentuale della luce diffusa è tra il 30-35%

Quando la luce colpisce il nostro pannello non dobbiamo pensare che tutta lasua radiazione sia utile per produrre energia, la luce ha lunghezza d’ondadifferente e per riuscire a liberare una coppia elettrone lacuna il nostropannello necessita di una lunghezza d’onda di 1150 nm.

Il 25% della luce ha una frequenza minore quindi non ha sufficiente energiainvece per il restante 43% ha la sufficiente frequenze e la conseguente energiama più noi ci alziamo in frequenza più l’energia è elevata e quindi non si ha unaconversione della luce in elettricità ma in calore che influisce sulfunzionamento del pannello e rappresenta il 32% della radiazione.

Chimica del silicioIl silicio fa parte della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si eche ha come numero atomico 14, è il secondo elemento per abbondanzanella crosta terrestre componendone il 27,7% del peso. Si trovain argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma di biossido disilicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli).Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, ceramica e silicone.

Nella sua forma cristallina, il silicio ha un colore grigio e una lucidità metallica.

Il silicio possiede 14 elettroni di cui gli ultimi 4 sono elettroni di valenza ossiapossono partecipare all’interazioni con altri atomi.

Preso singolarmente un atomo di silicio quindi presenta una sua configurazioneelettronica,

1S2

2S2 2P6

3S2 3P2.

Il silicio, però, preso così come un normale cristallo non servirebbe a nulla perl’utilizzo fotovoltaico: dobbiamo effettuare dei trattamenti su di esso ossiadobbiamo trattare (‘drogare’) il silicio introducendo un atomo di un elemento,del terzo o del quinto gruppo della tavola periodica, ogni 10 miliardi di atomi disilicio.

Come sappiamo la cella fotovoltaica è costituita da due strati: lo stratosuperiore deve essere trattato (drogato) aggiungendo atomi di boro (chepresenta 3 elettroni di valenza) quindi presenterà un maggior numero di lacunelasciate dagli elettroni persi, invece nella parte inferiore deve essere trattato(drogato) aggiungendo atomi di fosforo (che presenta 5 elettroni di valenza)presenterà un maggior numero di elettroni

Funzionamento pannello fotovoltaico

Lo strato superiore della cella è lo strato N (fosforo) ossia quello che presentaun eccesso di elettroni che è a diretto contatto con la luce invece lo stratoinferiore è lo strato P (boro) con un eccesso di lacune.

Grazie al drogaggio de due strati la cella fotovoltaica nella zona di contattochiamata giunzione p-n permette il passaggio delle lacune dalla zona P allazona N e viceversa creando così un flusso elettronico (gli elettroni cercherannodi ricombinarsi con le lacune) e creando a cavallo della giunzione il formarsi didue cariche fisse e di segno opposto creando la zona di svuotamento e cosìfacendo la zona N si caricherà positivamente e la zona P negativamente.

Illuminando la cella in entrambi gli strati si creano delle copie lacuna-elettroneperò il campo elettrico determinato dalla giunzione spingerà gli elettroni versolo strato N e le lacune verso lo strato p e quando passeranno il campo nonpotranno più tornare indietro perché funziona come un diodo e nonpermetterà loro di invertire la marcia.

Quindi collegando la giunzione tramite un conduttore avremo un flusso dielettroni che parte dallo strato N con potenziale maggiore, verso lo strato P conpotenziale minore.

Costi impianto fotovoltaicoI principali componenti di un impianto fotovoltaico collegato in bassa tensionesono:

Moduli fotovoltaici, Inverter, Quadri Elettrici, Scatola derivazione, ContatoreStrutture di sostegno, telai.

I costi minori invece sono legati ai cavi e materiale elettrico, misuratori dienergia, manodopera e al progetto.

Il costo indicativo chiavi in mano per 1KWp e di circa 1.000 / 2.000 € + IVA. Ilcosto subisce variazioni in presenza di impedimenti tecnici come i costi diallacciamento alla rete, oppure la distanza dei moduli dall’inverter o l’utilizzo diattrezzature particolari per il montaggio che alla fine fanno lievitare il prezzo.

In ogni caso una corretta valutazione del costo può essere fatta dopo unsopralluogo da un esperto che valuti tutte le caratteristiche del sitod’installazione.

Indicativamente i principali costi che compongono la realizzazione di unimpianto:

• Progettazione: dal 3% al 5%

• Struttura, telaio: dal 7 all’8%

• Manodopera: dall’8% al 10%

• Inverter e cavi: dal 10% al 12%

• Moduli fotovoltaici: dal 63% al 65%

Per creare un impianto che soddisfi le richieste energetiche di una famigliamedia è necessario che l’impianto produca almeno 10/12 KW giornalieri vi èquindi la necessità di un numero di pannelli che in base al tipo andranno adoccupare un certo spazio.Per produrre un 1 KWp (kilowatt picco) con pannelli:

• Monocristallino da 7 a 9 metri quadrati

• Policristallino da 8 a 11 metri quadrati

• Amorfo da 11 a 13 metri quadrati

In generale si dice che per produrre 1 KWp ci vogliono 10 metri quadrati.

Quindi indicativamente il costo di un impianto per una abitazione media siaggirerebbe attorno ai 10000/12000 euro.

Renewable energyRenewable energy is derived from natural processes that are constantlyreplenished,and it comes from natural resources such aswind,sun,water,geothermal heat and biomass.

Not only are renewable energy sources virtually inexhaustible,they also have amuch smaller environment impact than fossil or nuclear fuels.

The share of renewable energy in electricity generation is around 19%worldwide, many renewable energy projects are large-scale:for example, Brasilhas one of the largest energy programmes in the world.

Renewable technologies are particularly appropriate to rural and remote areasand to developing countries,where energy is crucial in human development.

The five main renewable energy sources are: solar,wind,geothermal,water andbiomass, in recent years scientists and consumers have been particularlyinteresed in the energy derived from sun.

Solar energy can be used either for heating water and air trought solar-thermalpanels or converting sunlight directly to electricity trhough photovoltaic cells.

A photovoltaic celli s a device that converts the energy of light into electricityby the photovoltaic effect, that is the creation of electric current in a materialupon exposure to light.

Groups of photovoltaic cells make solar modules, the light source forphotovoltaic cells is not necessarily sunlight for example they can detectinfrared light.

Effetto fotoelettrico

Per riuscire a scoprire l’effetto fotoelettrico dobbiamo partire dalla teoria diMax Planck secondo la quale la quantizzazione dell’energia di un corpo neroera probabilmente legata alle vibrazioni quantizzate degli atomi delle pareti delcorpo nero.

Planck come del resto tutti gli scienziati, non potevano pensare che l’energiadella luce di un corpo nero potesse essere quantizzata poiché la luce si pensavafosse un’onda e che in quanto tale potesse avere qualsiasi energia.

Ma successivamente arrivò Einstein che prese in considerazione l’idea dellaquantizzazione dell’energia e la applicò ad un corpo nero ed ipotizzo che la lucefosse composta a pacchetti di energia chiamati fotoni e che obbedisseroall’ipotesi di Planck sulla quantizzazione dell’energia ossia un fascio di fotonicon frequenza F la cui energia è data dal prodotto:

E = FxH

H(costante di Planch) = 6,625 x 10-34 J x s

Nel modello di Einstein un fascio di luce può essere pensato come un fascio difotoni ognuno dei quali trasporta un’energia hf aumentando il fascio di luce mamantenendo la stessa frequenza il risultato è che si aumenta il numero deifotoni che passa per un dato punto, ogni fotone del fascio più intenso ha lastessa energia dei fotoni del fascio meno intenso.

Einstein successivamente applicò la sua teoria della luce composta da fotoniall’effetto fotoelettrico nel quale un fascio di fotoni colpisce la superficie dimetallo ed estrae un elettrone, la luce incidente riesce ad estrarre un elettroneche prende il nome di fotoelettrone da una lastra metallica detta emettitore,l’elettrone viene attratto da un collettore che si trova a potenziale positivo e ilrisultato è la formazione di una corrente elettrica misurabile.

Per riuscire ad estrarre l’elettrone dalla piastra di metallo il fotone deve avereuna certa energia uguale o maggiore del lavoro di estrazione Wo(il lavoro diestrazione varia da metallo a metallo).

Quando un fotone arriva sul metallo con la stessa energia di estrazione ilfotoelettrone viene rilasciato con energia cinetica uguale a 0 invece se l’energiadel fotone è maggiore di quella del lavoro di estrazione l’energia in eccesso sitrasforma in energia cinetica:

K(max)= E-W0

Come il corpo nero anche l’effetto fotoelettrico va in disaccordo con la fisicaclassica per due motivi:

La fisica classica prevede che qualsiasi fascio di luce con differente frequenzapossa espellere elettroni avendo intensità sufficiente;

La fisica classica prevede che la massima energia cinetica di un elettroneespulso aumenti all’aumentare dell’intensità del fascio di luce

Però questi presupposti non vanno d’accordo con le prove sperimentali perchéquest’ultime mostrano un comportamento differente:

Per fare in modo di espellere un maggior numero di elettroni è necessario chela luce non abbia una certa intensità ma una frequenza chiamata frequenza disoglia che varia a seconda dell’elemento, se la frequenza della luce è inferiorealla frequenza minima allora il metallo non cederà nessun elettrone

La massima energia cinetica che gli elettroni possono avere quandofuoriescono dal corpo dipende dalla frequenza e non dall’intensità della luce

Nel modello di Einstein ogni fotone ha un’energia determinata unicamentedalla sua frequenza quindi aumentare l’intensità significa incrementare ilnumero di fotoni che colpiscono il metallo, quindi un elettrone può essereespulso sole se il fotone incidente ha un’energia non inferiore al lavoro diestrazione.

E=hFo=Wo

Fo=Wo/h

L’energia cinetica massima degli elettroni quindi è sempre la stessa perché inun fascio i fotoni hanno sempre la stessa energia.

Fotosintesi clorofillianaIl Sole permette la vita sulla Terra: tramite la luce che irradia fornisce agli organismi fotosintetici l’energia necessaria per produrre sostanza organica.

Nelle piante la fotosintesi clorofilliana si compie all’interno dei cloroplasti mediante due processi distinti: la fase luce dipendente e la fase oscura.

Durante la fase luminosa i cloroplasti captano la luce mediante le molecole di clorofilla poste sui tilacoidi e la convogliano fino ad un tipo di clorofilla chiamata clorofilla alpha.

I pigmenti più diffusi sono la clorofilla a e la clorofilla b: si trovano ammassate all’interno del cloroplasto e formano unità dette fotosistemi, che permettono la trasformazione dell’energia che arriva dal Sole in energia chimica con la produzione di ATP e NADPH che serviranno poi nel ciclo di Calvin-Benson .

Esistono due tipi di fotosistemi che svolgono diverse funzioni: nel fotosistemaII, detto P680 per la lunghezza d’onda che lo attiva, l’energia solare viene accumulata da una molecola di clorofilla che, eccitata, libera una coppia di elettroni che vanno a ridurre un accettore primario che si trova ad un livello energetico maggiore. Gli elettroni poi passano, attraverso reazioni redox, ad accettori di livello energetico sempre inferiore: durante tali passaggi di elettroni si libera dell’energia che viene sfruttata per la produzione di ATP. Alla fine gli elettroni ormai scarichi di energia arrivano al fotosistema I, detto anche P700 perché lavora solo con lunghezze d’onda di 700 nm.

Nel fotosistema I la coppia di elettroni che arriva alla molecola di clorofilla Alpha viene nuovamente caricata di energia solare e spinta a sua volta verso una catena di trasportatori fino ad arrivare al NADP+ che verrà ridotto a NADPH mediante la reazione:

NADP++H++2e-→NADPH.

Nella fase oscura o luce indipendente le cellule fotosintetiche sono in grado di produrre degli zuccheri semplici partendo dall’anidride carbonica atmosferica (catturata attraverso gli stomi), e dall’acqua (assorbita dal terreno per mezzo delle radici e trasportata fino alle foglie dai vasi dallo xilema); la reazione somma di tale processo è la seguente:

6CO2 + 6H2O + 12NADPH + 12H+ + 18ATP → C6H12O6 + 6O2+ 12NADP+ + 18ADP + 18Pi

La maggior parte delle piante sfrutta una serie di reazioni cicliche chiamata nel suo complesso ciclo di Calvin-Benson o la via del C3. Il ciclo per riuscire a creare delle molecole complesse come il glucosio, ossia un molecola esosa, deve svolgere tutte le reazioni per sei volte.

In questo ciclo il ribulosio-difosfato (RuDP) si lega all’anidride carbonica tramite l’enzima RuDP-carbossilasi e crea 12 molecole di fosfoglicerato (PGA) ossia molecole composte da tre atomi di carbonio (da cui prende il nome la via del C3), il PGA viene fosforilato, con l’utilizzo di 12 ATP, a 12 molecole di difosfoglicerato e successivamente, utilizzando il NADPH, ridotto a 12 molecole di gliceraldeide 3-fosfato; 10 di queste verranno riconvertite a RuDP per ricominciare il ciclo, mentre le restanti 2 molecole di gliceraldeide 3-fosfato serviranno poi per creare gli amminoacidi, glucidi e acidi grassi.

Il seguente schema riassume le tappe del ciclo:

Accesso remotoPoter controllare a distanza tramite lo smartphone il proprio impiantofotovoltaico è di fondamentale importanza e tramite l’accesso remoto tuttoquesto è possibile.

L’accesso remoto è un tipo di connessione che si effettua tra due opiù computer collegandoli tra loro attraverso una rete informatica (LAN, WAN)oppure ad esempio attraverso Internet (connessione remota) permettendo ilcontrollo da parte dell’utente di una macchina.

Da un lato avremo il computer client che manderà la richiesta e dovrà quindiavere un software adatto all'invio (secondo un determinato protocollo dicomunicazione unificato sia per il mittente che per il ricevente) deicomandi per il server e la possibilità di ricevere delle risposte da quest'ultimo;sul server dovrà esserci un programma in background impostato per ricevere icomandi in modo da eseguire le operazioni impartitegli e comunicare diconseguenza con il client.

Uno dei protocolli più comuni di accesso remoto è il telnet, che attraversoun'interfaccia di tipo testuale permette di controllare altre macchine adistanza, venne esteso alla maggior parte dei sistemi operativi. A questoproposito molto usati attualmente sono protocolli e programmiquali ssh e OpenSSH che fanno uso di tecniche crittografiche.

Con l’avvento dei moderni smartphone è possibile essere costantementecollegati alla rete internet e quindi aprire una sessione utente su un computerremoto, collegato in Rete, utilizzando le risorse di input/output del computerlocale.

Con la sessione remota l'utente ha il pieno controllo dell'interfaccia grafica edell'ambiente operativo (relativamente ai suoi privilegi di utente come definitisulla macchina remota) e gli strumenti di input/output locali(schermo, tastiera, dispositivi di puntamento) funzionano come se fosserocollegati direttamente al computer remoto.

La gestione di una sessione di controllo remoto richiede una serie di risorse adisposizione:

• un collegamento in rete di banda sufficientemente elevata per consentire lafluidità delle operazioni;

• un protocollo di comunicazione tra computer che consenta il trasferimentoanche delle informazioni relative alle operazioni sull'interfaccia utente;

• la disponibilità di un programma di controllo apposito su entrambi icomputer.

La connessione tramite desktop remoto(smartphone), una volta che ilprotocollo di comunicazione tra computer e i programmi server e client sonocompatibili, è possibile anche tra computer operanti su sistemioperativi differenti.

I programmi che permettono tutto ciò sono i Virtual NetworkComputing (o VNC) installando un server VNC sulla propria macchina edimpostando una opportuna password si consente ai client VNC di ricevere unaimmagine dello schermo e di inviare input di tastiera e mouse al computerserver tramite una connessione remota.

Il sistema è composto da un server e da un viewer (client). I VNC server sonodei software da installare sulla macchina da controllare a distanza erappresentano un modo comodo per poter gestire molti computer in rete(internet) utilizzando una sola postazione, la quale deve essere munita diun viewer che permette di vedere e utilizzare le periferiche del computer dacontrollare.

Hans Jonas

Hans Jonas (nato in Germania il 10 Maggio 1903 e morto il 5 febbraio 1993 aNew York) è un filosofo tedesco naturalizzato statunitense di origine ebraica.

Ha rinnovato radicalmente la concezione di etica ambientale. Primadell’avvento dell’applicazione massiccia delle tecno-scienze la naturarappresentava qualcosa di fisso e di non molto modificabile, dato che nessunaoperazione dell’uomo poteva cambiare l’aspetto naturale delle cose e i suoiinterventi restavano di nicchia. L’uomo stesso era essenza non modificabiledagli interventi tecnici. Le sue azioni potevano influire solo sulle persone vicinea lui e a lui contemporanee.

Con l’avvento di quella che Jonas chiama la “rivoluzione tecnologico-scientifica” l’etica tradizionale risulta non essere più adeguata ai nuovicaratteri dell’azione umana; può valere ancora soltanto per regolare le relazionidi prossimità tra le persone. Sugli altri livelli dell’azione umana (intervento sullanatura e sul patrimonio genetico) bisogna necessariamente integrarla con unanuova etica: “l’etica della responsabilità”. Occorre porci come responsabili delleconseguenze che le nostre azioni avranno nel futuro, anche non immediato(qui Jonas si rifà alle massime di Kant, pur se poi ne propone un superamento).

Nell’età contemporanea le nostre azioni hanno conseguenze estese nellospazio ed nel tempo a venire che noi non siamo in grado di conoscere ma di cuisiamo lo stesso responsabili. Vi è una ‘catena causale’ innescata dalle azioniche noi non sappiamo spesso a cosa porterà. Qui non basta, e secondo Jonas èirresponsabile, un atteggiamento ‘fideistico’ che afferma che certamente ilprogresso scientifico sarà in grado di ‘riprendere’ il controllo sulla situazione.

Per il filosofo quando si è nell’incertezza bisogna anzitutto considerare l’esitopeggiore che l’azione può avere in modo tale da assumere la paura che nederiva come salvaguardia circa scenari futuri preoccupanti, e non ancoraprevedibili. Jonas parla del ’valore della paura come cautela’: è meglioconsiderare una previsione pessimistica piuttosto che una ottimistica in modotale da non basarci solo sulla speranza di quello che avverrà. La cautela cipermette di concentrarci sui saperi di previsione e di non percorrere tutte le‘avventure della ricerca’ (“che potrebbero rivelarsi pericolosi avventurismi”).Ricordando sempre che: “l’essere in generale richiede di essere, la vita vaconservata, se l’essere e il bene coincidono dobbiamo impegnarci amantenerlo”.

Hans Jonas in questa prospettiva ripropone di riprendere e modificarel’imperativo categorico Kantiano nelle seguenti forme:

- <<agisci in modo che le conseguenze della tua azione siano compatibili con lapermanenza di un’autentica vita umana sulla terra>>;

- <<agisci in modo che le conseguenze della tua azione non distruggano lapossibilità futura di tale vita>>;

- <<non mettere in pericolo le condizioni di sopravvivenza indefinitadell’umanità sulla terra>>

- <<includi nella tua scelta attuale l’integrità futura>>.

La responsabilità che ci assumiamo per le generazioni future è paragonabilealla responsabilità parentale, quella dei genitori verso i figli, perché devepossedere tre caratteri fondamentali:

totalità (verso i propri oggetti riguardo tutti gli aspetti di cui stiamo parlando);

continuità (nel tempo a venire);

attenzione al futuro ( il quale è imprevedibile ma che deve restare possibile).

Protocollo di kyoto

Il Protocollo di Kyoto è un trattato internazionale inmateria ambientale riguardante il riscaldamento globale sottoscritto l'11dicembre 1997 a Kyoto da più di 180 paesi.

Con il successivo accordo di Doha l'estensione della validità del Protocollo è stataprolungata fino al 2020, ben oltre il precedente limite della fine del 2012,

Il Trattato prevede l'obbligo di ridurre le emissioni dei gas inquinanti (biossido dicarbonio ed altri cinque gas serra, ovvero metano, ossido di azotoidrofluorocarburi, perfluorocarburi ed esafluoruro di zolfo) in una misura noninferiore all’ 8% rispetto alle emissioni registrate nel 1990.

Perché il Trattato potesse entrare in vigore, si richiedeva che fosse ratificato danon meno di 55 delle nazioni firmatarie e che le nazioni che lo avessero ratificatoproducessero almeno il 55% delle emissioni inquinanti. Quest'ultima condizioneè stata raggiunta solo nel novembre del 2004, quando anche la Russia haperfezionato la sua adesione.

Premesso che l'atmosfera terrestre contiene 3 milioni di megatonnellate (Mt) diCO2, il Protocollo prevede che i Paesi industrializzati riducano del 5% le proprieemissioni di questo gas entro i termini previsti. Le attività umane immettono6.000 Mt di CO2, di cui 3.000 dai Paesi industrializzati e 3.000 da quelli in via disviluppo. Proprio per questo con L’applicazione del Protocollo di Kyoto se nedovrebbero immettere 5.850 anziché 6.000, su un totale di 3 milioni.

Oggi 174 paesi hanno ratificato il Protocollo o hanno avviato le procedure per laratifica. Questi Paesi contribuiscono per il 61,6% alle emissioni globali di gasserra.

L'Unione europea è la principale sostenitrice internazionale del Protocollopoiché, essendo ad un livello economico molto alto, cerca il più possibile disostenerne l’applicazione al fine di preservare la qualità della vita, contenerel’inquinamento e salvaguardare la biosfera.

Tra i Paesi non aderenti figurano gli USA, che sono i responsabili del 36,2% deltotale delle emissioni di biossido di carbonio.

Il presidente Bill Clinton aveva firmato il protocollo durante gli ultimi mesi delsuo mandato, ma George W. Bush per la pressione delle multinazionali e deigrandi gruppi industriali ha ben presto tolto l'adesione. Alcuni Stati e grandimunicipalità americane, come Chicago e Los Angeles, stanno studiando lapossibilità di emettere provvedimenti che permettano a livello locale diapplicare il trattato. Anche se il provvedimento riguardasse solo una parte delpaese non sarebbe un evento insignificante: regioni come il New England, dasole, producono tanto biossido di carbonio quanto un grande paeseindustrializzato europeo come la Germania. Le scelte di Obama vanno inquesta direzione.

L'India e la Cina, che hanno ratificato il Protocollo, non sono tenute a ridurre leemissioni di anidride carbonica nel quadro del presente accordo, nonostante laloro popolazione sia relativamente grande. Cina, India e altri Paesi in via disviluppo sono stati esonerati dagli obblighi del Protocollo di Kyoto perché essinon sono stati tra i principali responsabili delle emissioni di gas serra durante ilperiodo di industrializzazione che si crede stia provocando oggi il cambiamentoclimatico. Questo, però non vale più oggi, ed anche queste potenze emergentidovranno assumersi le loro responsabilità. I Paesi non aderenti sono oggiresponsabili del 40% dell'emissione mondiale di gas serra.

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editore, 2012

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• Hans Jonas, Il principio responsabilità, Un’etica per la civiltà tecnologica, Giulio Enaudi editore s.p.a., Torino, Traduzione di Paolo Rinaudo

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• Maurizio Pancaldi-Mario Trombino-Maurizio Villani, Philosophica storia della filosofia, testi, percorsi e laboratori, Da Bergson al dibattito filosofico contemporaneo, Marietti scuola

• Massimiliano Bigatti-Fabrizio Picca-Luciano Noel Castro, Metodi & tecnologie informatiche a cura di Alberto Ferrari, Sistemi operativi, reti, basi di dati sql3, Apogeo

• Alberto De Bernardi-Scipione Guarracino, I saperi della storia 3 Il Novecento, Edizione Scolastiche Bruno Mondadori

• Wikipedia, the free encyclopedia, www.wikipedia.org

• Vipiemme Solar Srl, Ingegnere tecnico andrea Cinoni

• Helena Curtis-N. Sue Barnes, Ivnito alla biologia Cellule, Genetica, Evoluzione, Sesta edizione a cura di Laura Gandola e Roberto Odone