Raffreddamento autonomo per le celle solari del futuro
Le celle solari sono una tra le più promettenti e valide tecnologie rinnovabili offerte dal mercato di oggi. Semplici da costruire, convertono la radiazione solare in energia. Tuttavia, la loro efficienza non è mai al cento per cento, in quanto nel corso del processo una certa quantità di energia viene perduta. Questo accade soprattutto a causa del surriscaldamento a cui sono sottoposte.
Normalmente, infatti, le celle tradizionali, nel momento in cui sono operative, raggiungono temperature molto elevate, intorno ai 55° Celsius e oltre. Ciò riduce la loro capacità lavorativa e influenza anche la durata della loro vita. Basti pensare che per ogni grado in più di temperatura, l'efficienza della cella fotovoltaica si riduce di mezzo punto percentuale. Nello stesso tempo, l'invecchiamento delle celle procede in modo più rapido. Diciamo che se la temperatura aumenta di 8° Celsius, le celle si consumano il doppio.
(Pannelli fotovoltaici. Fonte stfc)
Per ovviare a questo problema, si potrebbero impiegare liquidi refrigeranti o si potrebbe ricorrere alla ventilazione, ma i costi di simili metodi risulterebbero proibitivi e contrasterebbero con la possibilità di riuscire ad ottimizzare l'esposizione alla luce solare.
Il team di ricerca appartenente alla Stanford University della California, però, sembra aver trovato una soluzione ideale alla questione del surriscaldamento. Dalle sperimentazioni effettuate dagli scienziati, capeggiati dal professore di ingegneria elettrica Shanhui Fan, l'equipe ha scoperto che sovrapponendo su uno strato molto sottile di vetro di silicio delle strutture piramidali e coniche, il calore in eccesso, quello deleterio per le celle solari, viene reindirizzato nell'atmosfera, come radiazione infrarossa.
In questo modo, la temperatura di esercizio scende immediatamente e, di conseguenza, le celle solari, essendo meno calde, accrescono la propria efficienza energetica, ovvero la conversione dell'irradiazione solare in energia elettrica offre risultati migliori. Senza contare che il ciclo di vita delle stesse celle aumenta.
(Il progetto della nuova cella solare. Fonte theconversation)
Dunque, la scoperta del team di Stanford ha una grande importanza, in quanto apre la strada a una tecnologia innovativa che può portare alla produzione di pannelli solari più redditizi, persino nei luoghi caratterizzati da un caldo torrido, e a una diffusione ampia e capillare di questa rinnovabile.
Il metodo ideato dall'equipe è passivo e utilizza le diverse lunghezza d'onda della radiazione solare. In tal senso, la luce visibile nello spettro trasporta l'energia, mentre quella a infrarossi conduce il calore. In base alla ricerca fatta, allontanando quest'ultimo tipo di radiazione dall'impianto, si ottiene una diminuzione della temperatura senza intaccare la quantità di luce che le celle solari possono assorbire e trasformare.
Nei test, gli scienziati hanno preso in considerazione due diversi tipi di silicio. Uno spesso 5 millimetri e un altro dalla superficie ancora più piatta. Su quest'ultimo il team ha inserito la struttura di piramidi e coni. I coni hanno dimensioni varie. Per una simile tecnologia l'altezza e la larghezza sono fondamentali, poiché variandole si può arrivare a reindirizzare nello spazio solo i raggi infrarossi indesiderati. Quindi, si andrebbe a creare una sorta di cernita delle lunghezza d'onda recepite dalle celle solari.
(Le nuove celle solari possono accrescere l'efficienza dei pannelli fotovoltaici. Fonte greenhostit)
Attualmente, l'equipe sta realizzando alcuni prototipi di questi futuristici dispositivi, allo scopo di avviare una sperimentazione sul campo. Occorre vedere, infatti, se il raffreddamento delle celle solari in un ambiente esterno avviene con la stessa rapidità ed efficienza riscontrate in laboratorio. Se i successivi test daranno i risultati sperati, allora le potenzialità commerciali della tecnologia diventeranno concrete.
La ricerca del team di Stanford è stata pubblicata nel primo numero della nuova rivista The Optical Society's e ha suscitato da subito l'interesse degli esperti del settore ma anche dei semplici appassionati di energie pulite che auspicano un futuro totalmente green per il nostro pianeta. Non ci resta, allora, che aspettare i successivi sviluppi dell'invenzione.
