Pannelli fotovoltaici

che funzionano quando il cielo è nuvoloso

E avremo anche il fotovoltaico trasparente

da utilizzare come normali vetri per le finestre

 

di Bartolomeo Buscema

 

 

I pannelli fotovoltaici, oggi in commercio, funzionano sfruttando la radiazione diretta proveniente dal sole e in parte la radiazione riflessa dal terreno circostante. In condizioni di radiazione diffusa, come quella che c’è in una giornata nuvolosa, i pannelli fotovoltaici a base di silicio non producono energia elettrica. Ma ancora per poco,se stiamo a quanto stanno sperimentando alcuni ricercatori inglesi del National Physical Laboratory,  il laboratorio nazionale per le unità di misura per il Regno Unito che a sede nei pressi di  Londra, i quali   hanno messo a punto  nuove celle solari organiche che sono in grado di massimizzare  la propria efficienza  anche in situazioni di cielo nuvoloso. Le celle organiche sperimentate dagli scienziati britannici  utilizzano minuscole molecole organiche che possono essere sciolte in una soluzione e stampate su stoffa con una stampante 3D.Si tratta di fogli leggeri e flessibili che possono essere installati sui tetti con relativa facilità senza bisogno delle tradizionali strutture di sostegno di acciaio o ferro zincato, e quindi con costi  contenuti.  Tale tipologia di celle solari può essere prodotta sia in varie coloriture per meglio adattarle al colore dei tetti, sia in sottili strati trasparenti e, quindi, applicabili anche sui vetri delle finestre.

In realtà, le celle solari organiche non sono una novità, anche se bisogna dire hanno ancora bassi livelli di efficienza nel trasformare la radiazione solare in elettricità. Ma la vera novità è che le celle  solari organiche sperimentate al National Physical Laboratory hanno buoni livelli di efficienza energetica anche in condizioni di scarsa luminosità come quella di un giorno nuvoloso. Questo è senza dubbio un punto di forza di tali dispositivi che potrebbero essere estensivamente installati nelle aree europee caratterizzate da elevati indici di nuvolosità durante tutto l’anno. Un altro punto di forza nell’utilizzo di tali celle  solari organiche è la possibilità di produrre energia elettrica in sistemi in movimento come, per esempio, nelle autovetture che le hanno incollate sui finestrini e nelle barche a propulsione velica, dotate di vele ricoperte di un sottile strato di celle solari organiche. O addirittura su tessuti facilmente indossabili.

 

 

 

 

Fotovoltaico trasparente per finestre

 

Oggi, i pannelli fotovoltaici trasparenti sono in grado di produrre energia solare con efficienza bassissima dell’ordine dell’1%. Ciò è un notevole fattore limitante che ne ha ostacolata la diffusione su larga scala. Ricordiamo che i pannelli commerciali che utilizzano il silicio attualmente in commercio hanno efficienze dell’ordine del 12 -14 %.Ma ora sembra  che le cose stiano cambiando  grazie a un gruppo di ricercatori dell’Università Statale del  Michigan   di  East Lansing,  che  ha sviluppato un nuovo tipo di dispositivo  solare che, quando applicato a una “finestra”, è in grado di produrre energia  elettrica con un’efficienza intorno al 5%  e allo stesso tempo di permettere agli occupanti dell'edificio di  usufruire di una quota sufficiente di illuminazione naturale diurna. Una sorta di "fotovoltaico trasparente", battezzato con la sigla TLSC (Transparent  Luminescent  Solar Concentrator (TLSC), che oltre alle finestre può essere applicato anche ai telefoni cellulari e a qualsiasi dispositivo che ha una superficie trasparente. Il TLSC utilizza piccole molecole organiche  capaci di assorbire specifiche lunghezze d’onda  esterne alla  “finestra del visibile” che  è quella parte dello spettro elettromagnetico  del sole che cade tra il rosso e il violetto includendo tutti i colori percepibili dall'occhio umano. La lunghezza d'onda della luce visibile nell'aria  è compresa nell’intervallo  che va  da  380 ai 760 nanometri. In particolare, come rileva il ricercatore Richard Lunt, responsabile della ricerca, si è riusciti a “sintonizzare” tali molecole organiche per raccogliere solo la componente ultravioletta e quella del vicino infrarosso della radiazione solare che sono indirizzati verso il bordo del materiale per essere convertite in energia elettrica da strisce sottilissime di celle fotovoltaiche. E’ una tecnologia che oltre al vantaggio della flessibilità è anche economica e non intrusiva, cioè può essere utilizzata su edifici alti con molte finestre o su qualsiasi tipo di dispositivo mobile che richiede un’alta qualità estetica come un telefono cellulare o un e-reader.  Insomma, i ricercatori americani, oltre ad incrementare l’efficienza delle celle fotovoltaiche trasparenti, vogliono creare superfici di raccolta dell’energia solare senza che l’occupante di un edificio o l’utente generico di un telefonino se ne accorga.

Il Galileo