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Al di là del bene e del male

 
9958 - 24/06/2010 - La Redazione

Quando il fotovoltaico diventa intelligente


Quando il fotovoltaico diventa intelligente

I'idea è quella di usare il sole per dividere, durante il giorno, l'ossigeno e l'idrogeno che compongono l'acqua, per poi gestire quest'ultimo di notte. In modo da generare elettricità. Tre sono gli obiettivi della ricerca intorno a cui ruota lo sviluppo del fotovoltaico: diminuire i costi, aumentare l'efficienza e immagazzinare l'energia solare, per sfruttarla quando non c'è.

Lo studio più recente, pubblicato sulla rivista "Procedimenti dell'Accademia Nazionale di Scienze" arriva dall'Università di Princeton (New Jersey, U.S.). Dove gli scienziati hanno sostituito all'attuale silicio oggi in uso per le celle solari, dei polimeri. Plastica, dunque. Il nuovo materiale prospetta costi minori, ma intanto eroga una efficienza ancora troppo bassa. La tecnica, poi, non è ancora adottabile su larga scala industriale, perciò è poco economica. Per migliorare le prestazioni si cerca come sempre di imitare la natura, nel caso specifico il modo in cui la piante trasformano i raggi solari in energia, mediante la sintesi clorofilliana.

I ricercatori del Polo Solare Organico della Regione Lazio, nato dalla collaborazione tra regione e Dipartimento di Ingegneria elettronica dell'Università di Roma Tor Vergata, ha avviato insieme a partnership industriali un progetto per la produzione di pannelli solari (sul mercato nei prossimi mesi) realizzati con pigmenti di frutta e verdura.

Dato che il progetto è a lungo termine, nel frattempo si cercano soluzioni alternative più rapide. Una di queste è la tecnologia a "film sottile". Rispetto a quella che attualmente utilizza il silicio cristallino costa circa l'80 per cento in meno, e ha un ritorno d'investimenti del 30/40 per cento contro appena il 10 per cento del sistema tradizionale.
Ad affermarlo, è Mario Pagliaro, responsabile del Polo Fotovoltaico Siciliano dell'Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Ismn) del Cnr. E a questi pregi si aggiungono la capacità di catturare i raggi del sole anche in presenza di cielo coperto, e le dimensioni sottili e flessibili del pannello lo rendono adatto anche a superfici curve.

Il film sottile utilizza circa il 99 per cento in meno di silicio rispetto alle celle convenzionali, e alto poche decine di micrometri (1 µm = 1 millesimo di millimetro) e la sua flessibilità lo rende adatto anche a superfici curve. Inoltre ha un fattore di conversione più stabile al variare della temperatura - che invece è inversamente proporzionale nelle celle di silicio cristallino - grazie a tre diversi strati di materiali foto-assorbenti, in modo che ciascuno catturi maggiormente una parte diversa della radiazione incidente. Questo fattore ha notevole rilievo per l’efficienza delle celle, ad esempio, alle latitudini africane e mediterranee.

Quest'ultima tecnologia sembra la più convincente. Infatti, la multinazionale giapponese Sharp, dopo un primo stabilimento a Sakai, ora con Enel Green Power e STMicroelectronics sta per impiantarne un altro a Catania, dove realizzerà delle celle a tripla giunzione.
Quest'ultime hanno un fattore di conversione più stabile al variare della temperatura - nelle celle di silicio cristallino la capacità di conversione si riduce all’aumentare della temperatura - cosa che ha notevole rilievo per l’efficienza delle celle alle latitudini africane e mediterranee.

Infine i film sottili consentono di convertire una maggiore banda di luce dello spettro solare, rispetto al silicio cristallino, che trasforma in energia solo la fascia verde-gialla dello spettro solare: non è sensibile all’infrarosso e lo è solo limitatamente alla fascia blu e a quella rossa. In pratica, più della metà dello spettro solare si disperde senza essere convertito in energia.

Altri materiali semiconduttori, come l’indio, il gallio, il germanio ed altri, sono invece sensibili alle diverse fasce dello spettro solare.

Alla Sharp si sta affiancando la californiana NanoSolar, che ha brevettato una tecnologia in grado di stampare su diverse superfici un inchiostro composto da materiale fotoattivo, che consente di convertire i raggi solari in elettricità. Questo approccio, molto economico, sta attirando altre società: è il caso della NextGen Solar. La quale, entro breve tempo, commercializzerà uno spray utilizzabile su (quasi) tutte le superfici, che acquisteranno così le proprietà di un pannello solare.

La ditta italiana Dichroic Cell., invece punta soprattutto ad abbattere i costi di produzione. collaborando con un team dell'Università di Ferrara e dell'Istituto nazionale per la Fisica della Materia ha ideato un dispositivo che consente al silicio di comportarsi il germanio, elemento simile, ma più raro e costoso.

Confrontando il costo del substrato delle celle fotovoltaiche così ottenute rispetto a quelle standard di silicio, la società certifica un risparmio secco del 60 per cento, a fronte di un 30 per cento di convenienza se si comparano invece con le celle che hanno un substrato in puro germanio.

Ma la sfida veramente avvincente per i ricercatori consiste nel trovare un modo per sfruttare le celle anche in assenza totale dei raggi solari: durante la notte.

Pagliaro spiega che ciò sarà possibile grazie all'abbinamento del solare all'idrogeno. In pratica, accumulatori di energia solare per separare di giorno l'ossigeno dall'idrogeno che compongono l'acqua, ed usare poi di notte lo stesso idrogeno per generare elettricità.
L'obiettivo finale è costruire interi quartieri completamente svincolati dalla rete elettrica tradizionale. Se questo progetto si concretizzerà, ciò potrebbe far ben sperare, nel prossimo futuro, ad investimenti green anche nel settore dei trasporti. La Private Equity Cape di Simone Cimino ha coniato lo slogan "Sunny car in a sunny region": ovvero come trasformare lo stabilimento Fiat di Termini Imerese in una fabbrica di auto elettriche alimentate attraverso duemila distributori solari lungo tutta la Sicilia.

Nel frattempo, la svizzera Solar Impulse mira alla conquista dei cieli. Ad inizio Aprile, infatti, si è levato in volo il primo aereo fotovoltaico, equipaggiato con ali ricoperte da 11.628 celle, che è rimasto a quota 1200 metri per circa un ora e mezza. Un bel risultato, considerato che è un'impresa da 'pionieri' del settore.

 

     Sempre più numerosi, sul mercato, i device a ricarica solare


● Oltre agli impianti fotovoltaici domestici, per i quali si possono richiedere gli incentivi statali, che in una decina d'anni, per un'abitazione di 100 mq, permettono di rientrare dei circa 15 mila euro richiesti (scalabili dal valore dell'energia in eccesso prodotta durante l'anno, la quale può essere poi rivenduta all'Enel), a breve troveremo in vendita tutta una serie di oggetti funzionanti a celle fotovoltaiche.
● Il designer Greg Freer propone il suo progetto. Sunbrella, un ombrellone di circa due metri di diametro e composto da sei celle. Utile per alimentare un cellulare, un pc portatile, un piccolo ventilatore, o addirittura un frigo-bar.
● La Infinit ha ideato uno zaino - del peso di circa un chilo e mezzo - con pannello incorporato,  in grado d'immagazzinare l'energia generata in una batteria integrata, e di essere compatibile con diversi dispositivi.
● Con delle tegole ad impasto in ceramica su cui viene innestato un pannello formato da  quattro celle fotovoltaiche si può ricoprire un intero tetto.
● La Sharp offre il telefonino SH 002, con un modulo fotovoltaico di 0,8 mm di spessore, ed un efficienza del 13 per cento. A fine anno sarà disponibile un nuovo pannello pensato per lettori mp3 portatili.
● Per qualche decina di euro, in Rete si può acquistare uno dei diversi tipi di caricabatterie solari, provvisti di adattatore per ricaricare il numero più ampio possibile di gadget elettronici.



 


La Redazione

 

 

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