SETTEMBRE OTTOBRE 2011 N.8 - Case Piacentine

SETTEMBRE
OTTOBRE
2011
approfondimenti
Pannelli solari…
anche di notte!
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Il limite dei pannelli solari risiede
già nel nome, senza il sole non
funzionano. Presto però le cose
cambieranno. Steven Novack,
dell’Idaho National Laboratory
del dipartimento americano
dell’Energia, ha sviluppato
uno strumento per recuperare
l’energia solare che viene
rilasciata anche dopo il tramonto.
Novack parte da una constatazione
di fatto: circa la metà dell’energia
trasportata dai raggi solari sulla
Terra è di tipo infrarosso. Una
radiazione che ha lo stesso effetto
della luce solare. Parte di questa
viene riemessa sottoforma di calore
dal terreno durante la notte. Al
contrario, le tradizionali celle solari
possono utilizzare solo la luce visibile,
rendendoli inattivi dopo il tramonto.
La radiazione infrarossa è una fonte
energetica particolarmente ricca
anche perché è generato da processi
industriali come le centrali a carbone.
“Ogni processo nel nostro mondo
industriale crea calore di scarto“, dice
INL fisico Steven Novack. “E’ energia
quella che abbiamo appena buttato via“
I pannelli attualmente in uso hanno
bisogno dei raggi del sole diretto per
far in modo che i fotoni provenienti
dalla luce del sole colpiscano i cristalli
di silicio, liberando così elettroni in
grado di produrre energia.
Realizzando un sistema di
microantenne della lunghezza d’onda
degli infrarossi, test di laboratorio
hanno verificato la possibilità di
raccogliere l’84% dei fotoni riemessi
dal terreno. Un sistema operativo reale
utilizzabile su larga scala potrebbe
arrivare al 46%. Un’efficienza di gran
lunga maggiore di quella dei migliori
pannelli fotovoltaici attuali, le cui celle
al silicio non oltrepassano il 20% nelle
migliori condizioni. In realtà i pannelli
tradizionali hanno efficienza ancora
minore, perché se le celle non sono
posizionate con un’angolatura precisa
rispetto all’angolo di incidenza dei raggi
solari oppure se si riscaldano troppo
oltrepassando la temperatura ottimale
di esercizio, la produzione di corrente
elettrica crolla a frazioni di quella
nominale. Le microantenne, invece,
sono in grado di assorbire infrarossi in
un ampio ventaglio angolare.
Ma come funzionano le
“microantenne”? I raggi infrarossi
creano correnti alternate che oscillano
migliaia di miliardi di volte al secondo
ma a una frequenza troppo alta per
essere utilizzata. La corrente alternata
(Ac) deve quindi essere trasformata in
corrente continua (Dc), ma qui sorge
un problema. I diodi semiconduttori
al silicio che convertono la Ac in Dc
non funzionano alle alte frequenze
generate. “Abbiamo bisogno di
progettare microraddrizzatori che si
adattino alle nostre microantenne“,
dice Kotter ingegnere dell’INL. Un’altra
possibilità è quella di sviluppare circuiti
elettrici che potrebbero rallentare le
frequenze attuali.
Se questi ostacoli tecnici verranno
superati, le macroantenne hanno il
potenziale per essere più economiche
ed efficienti delle celle solari. Le
microantenne, d’altro canto, possono
essere ottimizzate per raccogliere
specifiche lunghezze d’onda a seconda
della loro forma e dimensione.
“Questa flessibilità” dice Novack
“renderebbe così possibile la creazione
di fogli microantenna fronte-retro
raccogliendo energia da diverse parti
dello spettro solare”. I fogli potrebbero
potenzialmente coprire i tetti degli
edifici o di formare la “pelle” di gadget
consumer come telefoni cellulari e
iPod, fornendo una fonte continua ed
economica delle energie rinnovabili.
di Marco Civardi