• Articolo , 4 febbraio 2009
  • Solare Termico fotovoltaico, ancora passi avanti

  • Dagli Stati Uniti e da una società di ricerca italiana nuovi prototipi altamente efficienti per l’applicazione ibrida della tecnologia del solare termico e fotovoltaico

La MTPV Corporation, un’azienda di Boston, USA, ha recentemente investito 10 milioni di dollari in un progetto che ha lo scopo principale di testare un nuovo prototipo per la conversione del calore in energia elettrica attraverso la tecnologia del solare denominato “Termico fotovoltaico” (TPVs), immediatamente applicabile nelle aziende del settore produttivo nelle quali si rende possibile utilizzare a tale scopo il calore di scarto delle macchine. I pannelli termici fotovoltaici convertono la radiazione solare che viene irradiata da una superficie calda in elettricità. In questo tipo di sistema o circuito, la luce del sole viene “concentrata”, convogliata su un materiale che in questo modo si surriscalda, emettendo di conseguenza la luce che viene poi trasformata in energia elettrica. Proprio a causa delle altissime temperature che il materiale raggiunge in fase di surriscaldamento, questa tecnologia fino ad ora non si è resa molto idonea per applicazioni commerciali (nel termico fotovoltaico convenzionale era di 1500°C, mentre negli ultimi prototipi questa è scesa fino ai 1000°C). Il sistema applicato nel prototipo della MTPV Corporation permette di aumentare di dieci volte il flusso di fotoni dal materiale surriscaldato alla cella solare rispetto ai pannelli termici fotovoltaici finora in uso, come afferma Robert DiMatteo, ricercatore della MTPV, prevedendo di poter produrre sistemi meno complessi e di dimensioni molto ridotte a parità di energia prodotta ma con minor impiego di materiale. Inoltre nel sistema termico fotovoltaico l’efficienza raggiunta è dell’85%, poiché il materiale impiegato nello strato sottoposto al flusso di calore è selezionato in modo che nel momento in cui quest’ultimo si surriscalda esso emette una radiazione luminosa ad una lunghezza d’onda che la pila solare può convertire in modo assolutamente efficiente. Infatti, mentre in un convenzionale pannello termico fotovoltaico la maggior parte dei fotoni generati dal materiale surriscaldato vengono riflessi nuovamente all’interno del materiale una volta raggiunta la superficie, nel prototipo del Professor DiMatteo il materiale sottoposto al flusso di calore e la superficie della pila solare sono estremamente ravvicinati: in questo modo la lunghezza d’onda della luce emessa è breve, la luce viene letteralmente intrappolata, poiché il flusso di fotoni si sposta da un materiale all’altro come se non ci fosse alcun tipo di distacco. In questo modo la carica energetica viene trasferita agli elettroni dell’uno e dell’altro lato di questo piccolissimo gap tra i materiali.
Esiste poi un progetto, messo a punto dal SIT, Scienza Industria Tecnologia, una società di ricerca con sede nella città di Pisa, attiva in settori altamente tecnologici ed innovativi quali optronica laser, energia ambiente, medico sanitario, controllo di processo. Questa società ha ideato impianti ibridi in cui calore ed energia elettrica vengono abbinate in un unico sistema costituito da un modulo fotovoltaico schermato da uno strato d’acqua. Il pannello, chiamato TESPI, è costituito da uno strato di cinque centimetri d’acqua (1), separato dalla cella fotovoltaica (3) attraverso una sottile intercapedine d’aria (2). Un secondo strato d’acqua di 2 centimetri (4), posto posteriormente alla cella, asporta parte del calore (che viene trasportato in speciali canali (5), raggiungendo una temperatura di circa 45°C, che garantisce l’assorbimento della componente infrarossa dello spettro solare. L’acqua del primo strato del dispositivo raggiunge circa i 70°C e può essere estratta ed immagazzinata in un serbatoio coibentato e successivamente fruttata a fini domestici. Questo tipo di sistema raggiunge un’efficienza termica pari all’80% di un pannello termico ed una resa elettrica di poco diversa rispetto a quella di un convenzionale sistema fotovoltaico. Il brevetto del TESPI è italiano, segno che anche il nostro Paese ha risorse tecnologiche, ma soprattutto “cervelli”, in grado di competere a livello internazionale per l’applicazione di tecnologie sostenibili all’avanguardia.

Fonti:
www.scintec.it
www.technologyreview.com