• Articolo Berkeley, 21 aprile 2016
  • Con il termofotovoltaico produci elettricità anche di notte

  • Utilizzando un nuovo materiale creato in laboratorio è stata realizzata una cella solare che recupera con efficienza il calore di scarto per trasformarlo in elettricità

Con il termofotovoltaico produci elettricità anche di notte

 

(Rinnovabili.it) – Una cella solare che funzioni anche di notte? E’ possibile impiegando metamateriali, ossia composti creati artificialmente a cui sono conferite le proprietà elettromagnetiche desiderate. E’ questo, infatti, l’approccio scelto da un gruppo di fisici dell’Università nazionale australiana (ANU) e dell’Università della California (UC Berkeley) che insieme hanno realizzato un dispositivo termofotovoltaico super efficiente.

 

Come funziona il termofotovoltaico

Le celle termofotovoltaiche costituiscono una piccola evoluzione rispetto alle tradizionali celle solari. Oltre a trasformare la luce in elettricità sono in grado di recuperare il calore di scarto sotto forma di radiazione infrarossa per convertirla a sua volta in corrente elettrica. Questo le rende, almeno in teoria, due volte più efficienti delle celle convenzionali dal momento che non hanno bisogno luce solare diretta per generare elettricità, ma possono semplicemente sia convertire il calore perso dalla cella durante il giorno che raccoglierlo  da una fonte esterna quando è buio.

 

Il metamateriale nanostrutturato

I problemi pratici tuttavia non mancano. Il lavoro del gruppo sta tentando di risolverli utilizzando un nuovo metamateriale che si illumina in modo insolito quando riscaldato. Per crearlo, i ricercatori hanno impilato dieci fogli composti da nano particelle d’oro alternati con altri dieci realizzati in fluoruro di magnesio (con spessore, rispettivamente, di 30 nm e 45 nm) uno sopra l’altro sopra una sottile base in nitruro di silicio. Utilizzando un macchinario specializzato, hanno quindi praticato dei piccolissimi fori per tutta la lunghezza del materiale.

 

Tutto questo lavoro ha reso il composto nano strutturato in grado di irradiare il calore in direzioni specifiche. La geometria del metamateriale può anche essere ottimizzata per emettere radiazioni ad uno specifico intervallo spettrale, a differenza di materiali standard che emettono il calore in tutte le direzioni e con una vasta gamma di lunghezze d’onda infrarosse. “Le cellule termo fotovoltaiche hanno il potenziale per essere molto più efficienti rispetto alle celle solari”, spiega Sergey Kruk dalla Scuola di Fisica e Ingegneria dell’ANU. “Il nostro metamateriale supera diversi ostacoli e potrebbe contribuire a sbloccare il potenziale di questa tecnologia”.

2 Commenti

  1. Alberto geom castagna
    Posted aprile 24, 2016 at 11:47 am

    Eccezionale e già sul mecato?

  2. Enrico Berbotto
    Posted aprile 29, 2016 at 5:54 pm

    Come tutte le novità provenienti dai laboratori di ricerca, anche questa avrà necessariamente bisogno di un certo periodo di tempo prima di essere industrializzata quindi prodotta e in seguito resa disponibile a tutti. Ma ancora una volta si intravedono ostacoli, in primis occorre che un gruppo industriale ( possibilmente “grosso” ) ci creda e adotti questa tecnologia, in seguito bisognerà vedere a quale prezzo ce la proporranno. Infatti è inutile avere pannelli fotovoltaici con qualche punto in più nel rendimento ma che ci costano una fucilata. Si fa prima a comprare comuni ed economici pannelli in silicio tradizionale aggiungendone un paio per compensare la potenza che ci viene a mancare rinunciando a tale nuova ( e inevitabilmente costosa ) tecnologia.
    Infine un’osservazione tecnica. Già da tempo è possibile recuperare il calore inevitabilmente prodotto dalle celle fotovoltaiche sfruttando l’effetto Seebeck scoperto nel 1821 ( scaldo un materiale ed ottengo una tensione e quindi una corrente elettrica ) ed il suo inverso effetto Peltier del 1834 ( fornisco una tensione ad un materiale e questo si scalda ). Se Lei fosse interessato ad un recupero termico del calore prodotto dai suoi pannelli, sono già in commercio queste cellette ( che mi sembra costino poco ) da applicare sul retro dei pannelli. Resta comunque impegnativa la gestione di questa potenza elettrica prodotta ( come la riutilizza ? Di quale elettronica avrà bisogno per la gestione di questa fonte ? ) e soprattutto potrebbe essere quantitativamente poca e non giustificare l’acquisto delle celle. Alternativamente potrebbe recuperare il calore dai suoi pannelli acquistando una specifica tipologia di pannello refrigerato ad acqua e prodotto già da una decina di anni. L’acqua calda potrebbe essere utilizzata nel circuito sanitario di casa ed inoltre il raffreddamento dei pannelli ne incrementerebbe l’efficienza produttiva.

    Per quanto riguarda invece la specifica cella descritta nel sovrastante articolo, sembrerebbe che di giorno funzioni trasformando l’energia elettromagnetica ( luce solare ) in energia elettrica ( come fanno tutte le altre comuni celle fotovoltaiche ) mentre di notte trasformerebbe l’energia termica in energia sempre elettrica. Restano comunque dei dubbi su questa seconda sorgente energetica, infatti se si parte dal principio che l’energia elettrica recuperata trae origine da una fonte di energia termica, quest’ultima, a sua volta dev’essere generata da qualcosa che si presume essere la radiazione solare che, ovviamente, è presente solo di giorno. Nell’articolo si afferma che il calore viene recuperato dall’ambiente circostante quindi da un corpo che si trova alla stessa temperatura dell’aria ed allora questa sembrerebbe essere una cella che funge come una specie di pompa di calore … ( ? ) Gli autori dovrebbero meglio specificare di quale natura è la sorgente termica notturna che consentirebbe questo recupero energetico perché, per come è stato scritto l’articolo, essa resta un mistero.

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