Elettrodi frattali per pannelli solari efficienti e belli

Ricercatori statunitensi hanno proposto un nuovo design per gli elettrodi basato sulla struttura ad albero frattale

pannelli solari efficienti
Credit: Vera Kratochvil – CC0 Public Domain

La geometria frattale dà una mano all’estetica dei pannelli solari efficienti

(Rinnovabili.it) – Anche quando si tratta di fotovoltaico, l’occhio vuole la sua parte. Dal momento che l’elettricità generata dai pannelli solari, aumenta con la loro superficie e quindi con l’occupazione del campo visivo dell’osservatore, l’estetica è destinata a svolgere un ruolo sempre più critico, soprattutto in contesti urbani. Ed è proprio partendo da questo assunto che un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Oregon e della Gonzaga University, entrambe negli USA, ha cercato di migliorare l’accettazione sociale mutando una parte del tradizionale aspetto.

Nel dettaglio il lavoro, pubblicato in questi giorni su Plos One (testo in inglese) con il titolo “Pannelli solari frattali: ottimizzazione delle prestazioni estetiche ed elettriche” ha cercato un modo per unire forma ed efficienza. Il punto di partenza è stata la geometria dei frattali, oggetti geometrici che ripetono internamente la loro forma su scale diverse.

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Ispirati da precedenti ricerche psicologiche che evidenziano le qualità estetiche dei motivi frattali, gli scienziati hanno messo mano ai tradizionali elettrodi a sbarra collettrice (o busbar). Nel dettaglio, grazie ad una serie di simulazioni al computer, il team ha confrontato le prestazioni elettriche di diverse geometrie sviluppando un modello di elettrodo ibrido che combina al meglio il design frattale e quello delle sbarre collettrici. 

Il modello proposto si basa sulla struttura ad albero frattale nota come albero H, in cui la forma geometrica ricorda per l’appunto la lettera “H”. “Qui – scrivono gli scienziati – mostriamo che il nuovo elettrodo ibrido corrisponde alle prestazioni elettriche delle sbarre collettrici in termini di trasmissione della luce e minimizzazione delle perdite di energia elettrica, beneficiando al contempo dell’estetica superiore dei modelli frattali. Questa innovativa integrazione di psicologia e studi di ingegneria fornisce un quadro per lo sviluppo di nuovi schemi di elettrodi con maggiore implementazione e accettazione”.

In realtà non è la prima volta che la geometria frattale tende una mano ai pannelli solari. Nel 2017, ad esempio, gli ingegneri del Sandia National Laboratories hanno usato i frattali per  migliorare l’efficienza degli assorbito luminosi nel impianti termodinamici a torre. Il team ha modificato il disegno del ricevitore in modo da sfruttare una serie di strutture ripetitive al posto di quelle piatte, normalmente presenti. Il sistema ha permesso alla luce di rimbalzare all’interno della struttura stessa, assorbendo in maniera più efficiente il calore (più 20%).

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