Il fotovoltaico è una tecnologia molto potente.
Permette di produrre energia elettrica dal sole, una fonte energetica inesauribile.
Però come ben sai, ci sono dei limiti intrinseci a questa fonte. Durante la notte il sole è assente, e in caso di maltempo non irraggia abbastanza.
Ma la tecnologia è inarrestabile, e poco tempo dopo l’introduzione dei pannelli fotovoltaici sono arrivate le prime evoluzioni.
Si tratta di evoluzioni che hanno l’obiettivo di eliminare qualsiasi limite ai pannelli fotovoltaici. E in parte, li hanno già rivoluzionati.
Ad esempio, oggi è possibile avere energia elettrica da un pannello fotovoltaico durante la notte grazie alle batterie di accumulo.
L’altro nemico del fotovoltaico è il cielo nuvoloso.
In un precedente articolo abbiamo visto di come l’università della British Columbia (UBC) stia sviluppando proprio in questo momento un particolare tipo di batterio che, inserito nelle celle fotovoltaiche, consente di produrre energia anche con il cielo nuvoloso.
Queste innovazioni portano incredibili vantaggi ai moduli fotovoltaici.
Ma c’è un altro nemico del fotovoltaico, ancora più temibile della notte e delle nuvole.
Quando piove il sole non riesce a irraggiare in maniera corretta i pannelli a causa delle nubi e come se non bastasse i raggi faticano ancora di più a causa delle gocce sui pannelli.
Ma oggi sta per arrivare una tecnologia che potrebbe eliminare per sempre questo limite, e consentire ai pannelli fotovoltaici di produrre efficacemente energia anche con la pioggia.
Si tratta di un particolare tipo di cella solare ibrida progettata da un team di ricerca della Soochow University (Cina), e descritta nel dettaglio nella rivista Acs Nano.
La particolarità di queste celle è la capacità di produrre energia sfruttando il movimento delle gocce d’acqua.
Queste celle vengono definite ibride perché sono formate da una tradizionale cella in silicio (che troviamo in tutti i pannelli fotovoltaici) a cui viene aggiunto un nanogeneratore trasparente.
Questo nanogeneratore è un dispositivo che grazie a dei speciali polimeri converte l’energia meccanica delle gocce in elettricità. Ciò significa che basterà il movimento delle gocce di pioggia per produrre energia elettrica nel sistema fotovoltaico.
La conversione avviene tramite un particolare effetto chiamato triboelettrico: questo determina il passaggio di cariche elettriche da due corpi di diverso materiale (di cui uno isolante), quando questi vengono strofinati tra loro o avvicinati e poi allontanati.
Rendiamo tutto più semplice: hai presente quando ti togli un maglione, e i capelli diventano elettrici? Ecco, si tratta dello stesso effetto elettrico.
Nella cella fotovoltaica, quando le gocce cadono sulla superficie dei pannelli queste producono una compressione e una forza (dovuta al contatto) che il generatore converte in potenza elettrica.
Nel modulo fotovoltaico, il generatore oltre a sfruttare l’effetto triboelettrico funge anche da barriera idrorepellente che protegge la cella solare dall’acqua. Per agevolare invece la produzione di energia elettrica, l’elettrodo della cella è disegnato con una particolare trama che consente di sfruttare al massimo la luce solare e riducendo la dispersione.
“Le celle solari, anche se dispositivi promettenti per convertire la luce in elettricità, hanno prestazioni drammaticamente ridotte nei giorni di pioggia. Qui proponiamo un sistema di produzione di energia che integra una cella solare e un dispositivo triboelettrico (TENG), progettato per realizzare la generazione di energia sia dalla luce del sole che dalle gocce di pioggia”, dichiarano i ricercatori del team dell’Università Soochow.
In passato altri gruppi di ricerca avevano tentato di sfruttare un nano generatore triboelettrico con una cella solare, ma non si era mai riusciti a farlo inserendo un elettrodo condiviso tra il generatore e la cella.
Il team della Soochow University invece ce l’ha fatta, migliorando così sia il design del dispositivo sia l’efficienza della cella fotovoltaica.
Un generatore triboelettrico
In realtà sì, ma non così problematici come puoi immaginare.
Dal momento che l’elettrodo è condiviso tra il generatore e la cella in silicio, questi due elementi (cella e generatore) non possono funzionare in contemporanea. Nella vita reale ciò significa che il dispositivo non potrà produrre energia elettrica nell’evenienza in cui piova con il sole.
I ricercatori dell’università cinese hanno in mente molto di più rispetto all’applicazione di questo sistema al fotovoltaico tradizionale.
La previsione futura è quella di riuscire a inserire le celle con generatore direttamente nei tessuti, in modo da produrre dei cappotti smart in grado di generare elettricità in qualsiasi condizione metrologica e quindi alimentare i nostri dispositivi elettronici.
Grazie a questa tecnologia, unita alle batterie di accumulo e ad altri sistemi in grado di produrre elettricità in diverse condizioni meteorologiche, si supera il limite del fotovoltaico: l’intermittenza dovuta al meteo.
Passerà soltanto qualche anno per rendere il fotovoltaico una fonte di energia senza eguali, in grado di produrre elettricità in qualsiasi momento e condizione, indipendentemente dall’apporto di luce solare.
Le ricerche in questo senso continuano costantemente, e le innovazioni che ne derivano dopo poco tempo vengono applicate ai pannelli fotovoltaici che troviamo in commercio.
Ti sei già dotato di un modulo fotovoltaico? O di un solare termico per la produzione di acqua calda?
Dotarsi di un sistema fotovoltaico in questo momento ha diversi vantaggi:
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Francesca Chiappetti
Ufficio amministrativo
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