Pannelli solari come fiori di loto: in arrivo pannelli auto-pulenti

Tra i piccoli, grandi problemi che i possessori di pannelli fotovoltaici si trovano ad affrontare, esiste quello della loro pulizia. Non pulirli con una certa regolarità può, infatti, determinare una riduzione del 25/30 % del loro potere energetico (la sporcizia non permette, infatti, a tutta la luce solare di raggiungere le celle), con scontate conseguenze economiche. Polvere, detriti e altre particelle trasportate da uccelli e agenti atmosferici ne sono i principali responsabili. Sino ad oggi, l'unico modo per affrontare il problema, era lavarli con una particolare soluzione di acqua e saponi neutri biodegradabili, magari attraverso sistemi di lavaggio automatizzati (decisamente consigliati nel caso di grandi impianti fotovoltaici o di impianti installati sui tetti). 

(Pulizia automatizzata di pannelli solari)

È, però, notizia degli scorsi giorni che dal connubio tra la ricerca nel campo del fotovoltaico e le nanotecnologie (un'unione che già da tempo si è rivelata vincente nella realizzazione di pannelli solari ultraleggeri, molto flessibili e verniciabili), ebbene, da questo incontro sembra essere finalmente arrivato un altro modo, più comodo e meno dispersivo, per arginare il problema: i pannelli solari autopulenti. La rivista scientifica International Journal of Nanomanufacturing ha, infatti, appena pubblicato i risultati di una ricerca condotta da un'equipe di ricercatori cinesi, in collaborazione con la Cardiff University.

(La sede della Cardiff University)

Zuobin Wang della Changchun University of Science and Technology, Jin Zhang della Xi'an della Technological University e alcuni ricercatori della Cardiff University, parte del progetto EU FP7 LaserNaMi (Laser Nanoscale Manufacturing), hanno, infatti, sfruttato la litografia per aggiungere un rilievo ottenuto con speciali nanoparticelle (ciascuna delle quali è più piccola della lunghezza d'onda della luce) sulla superficie fotovoltaica. Grazie alle loro dimensioni, la luce del sole, anziché essere riflessa, è intrappolata, il che ovviamente determina una incremento in efficienza e, dunque, della quantità di energia elettrica generata.

Quali sono, dunque, le caratteristische grazie alle quali questi pannelli possono essere considerati autopulenti?

1. Innanzitutto, le nanoparticelle applicate sulla superficie la rendono antiaderente. In questo modo, si evita la sedimentazione di tutte quelle impurità normalmente trasportate da agenti atmosferici e volatili.
2. Le stesse particelle la rendono anche idrorepellente, il che fa sì che eventuali liquidi a contatto con la superficie (acqua, umidità o altro) possano scivolare via rapidamente.
3. Infine, queste nuove superfici fotovoltaiche si caratterizzano per la microrugosità. Il coefficiente di riflessione della luce è, così, attenuato (il pannello è, cioè, meno riflettente) e questa può transitare in maggiore quantità verso lo strato fotosensibile. Il pannello ne guadagna in efficienza e, a pari superficie, si ottiene una maggiore quantità di energia. 

La natura idrofoba e antiaderente di questi pannelli ha portato il team cinese a paragonarli ai fiori di loto; le loro foglie hanno, infatti, una struttura superficiale particolare, che le rende estremamente idrofobiche e le mantiene, appunto, costantemente pulite (una proprietà che la nanotecnologia sta già da tempo cercando di riprodurre per materiali come tessuti e vernici attraverso il cosiddetto effetto loto. Superfici in alluminio sono, così, state rese idrofobiche attraverso l'immersione nell'idrossido di sodio, al fine di renderle ruvide, e poi rivestite con 2 nanometri di perfluorononano. Al microscopio, l'alluminio così trattato somiglia alle foglie di loto).

(Le foglie del fiore di loto hanno una superficie idrofoba, la cui struttura ha ispirato le nanotecnologie)

La soluzione proposta dal team anglo-cinese, attraverso la stampa di queste particolare nanoparticelle sulla superficie fotovoltaica, sembra, dunque, promettere una buona combinazione di fattori che, risolvendo il problema della pulizia, porta come piacevole "effetto collaterale" una maggiore efficienza del pannello stesso e, dunque, la produzione di una maggiore quantità di energia.