Come aumentare l'efficienza dei pannelli solari in una sola mossa: i pannelli neri

Avete mai pensato che anche la colorazione dei pannelli solari influisce sull'efficienza del rendimento termico stesso? Ecco, allora cominciamo a riflettere. Il colore nero delle celle solari incrementa la capacità di captare l'irraggiamento solare e l'assorbimento delle radiazioni: un fenomeno facilmente osservabile nell'abbigliamento durante la stagione estiva, in cui il vestirsi di nero aumenta la percezione del calore.

L'efficienza, in questo caso, diviene il fattore fondamentale nella scelta del colore nero per i pannelli solari, ma anche l'estetica gioca la sua carta. In un momento in cui si ricerca la perfetta integrazione architettonica per limitare le lamentele di deturpazione dell'ambiente degli impianti fotovoltaici, scegliere il nero, che meglio si adatta e si mimetizza in numerose strutture, edifici e facciate, significa incrementare e perseguire i nuovi schemi normativi, nell'ottica ecosostenibile.

In commercio, la tipologia di pannelli solari fotovoltaici con design e colorazione nera, realizzata in silicio monocristallino, è piuttosto diffusa e numerose aziende cominciano a farsi sentire proponendo dei modelli che presentano uno sfondo nero, mantenendo la struttura delle celle, la visibilità dei collegamenti elettrici e l'estetica generale invariata rispetto al modello tradizionale. Alcuni modelli, invece, presentano una maggiore integrazione architettonica e sono pensati e progettati per la realizzazione di grandi facciate o facciate continue di edifici pubblici, aziende o centri commerciali in cui l'estetica ha il ruolo principale nell'accrescere l'immagine della società proprietaria dell'edificio. 

I pannelli solari neri si presentano con celle solari di colorazione scura, lucida e dello stesso colore dei telai, diventando quasi invisibili, mentre i contatti elettrici si trovano sul retro e vengono installati su un supporto nero. Inoltre, questa tipologia di pannelli solari è costituita da un vetro antiriflesso che incrementa l'assorbimento delle radiazioni solari e aumenta l'area di captazione della luce solare, anche in situazioni in cui il calore è elevato e riduce il rendimento termico delle celle solari.

                    (Esempio di installazione di pannello solare in nero)

Per questo motivo si sostiene che il nero sia la colorazione del futuro dei pannelli solari. Grazie a un innovativo processo chiamato Black Silicon Nanocatalytic Wet-Chemical Etchpotremo si potrà aumentare l'efficienza elettrica delle celle proprio tramite la loro colorazione: il meccanismo si avvale delle potenzialità del colore nero non solo di assorbire le radiazioni solari, ma soprattutto di ridurre la riflessione che, nei pannelli tradizionali, provoca il surriscaldamento e la riduzione del rendimento elettrico nei momenti in cui l'irraggiamento supera i 25° C. Il segreto sta nell'utilizzo di silicio nero per la costruzione delle celle solari, sfruttando le straordinarie potenzialità del materiale nel catturare la luce del sole in particolari momenti della giornata, in presenza di luce radente, come all'alba e al tramonto, incrementando il valore e la quantità generale di produzione di energia elettrica.

Studiato dal principale laboratorio di ricerca energetica del Dipartimento per l'energia degli USA, il National Renewable Energy Laboratory (NREL), il progetto, all'avanguardia dello sfruttamento del silicio nero per aumentare l'efficienza delle celle e ridurre il fattore limitante della diminuzione del rendimento termico con l'aumento delle temperature, si presenta di particolare importanza sul mercato delle risorse sostenibili e nella ricerca di sempre nuove soluzioni per aumentare l'efficienza energetica.

Qual è la vera innovazione del silicio nero? E' davvero utilizzabile?

Questo nuovo materiale si pone come una nuova alternativa allo sfruttamento di un'ulteriore risorsa, che va a accrescere le possibilità di autonomia e indipendenza dalle fonti esauribili, con costi di produzione inferiori, ma non si deve pensare che questo materiale sia presente in natura.

Il silicio nero è un materiale creato in laboratorio, dallo stesso NREL, il quale ha sviluppato una tecnica dell'università di Monaco, in Germania: un disco di silicio (wafer) viene cosparso con una miscela di acidi che scavano miliardi di microscopici buchi e sono proprio queste fessure a catturare la luce, rendendo la superficie del disco di silicio di colorazione nera. Per maggiori informazioni si consigli anche di leggere l'articolo sui pannelli fotovoltaici neri.

Autore Maria Francesca Massa

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