Energia solare: il convertitore ibrido genera elettricità e vapore

Sviluppato un nuovo dispositivo che utilizza la luce per generare energia elettrica e termica contemporaneamente, con un’efficienza di raccolta dell’85%

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Credits: Tulane University

La conversione termoelettrica dell’energia solare fa un salto di qualità

(Rinnovabili.it) – Il modo più comune per sfruttare l’energia solare è attraverso il fotovoltaico: celle realizzate da specifici semiconduttori, che raccolgono la luce per convertirla in elettricità. Ma esistono anche gli impianti termici che sfruttano direttamente il calore del sole per scaldare l’acqua o, concentrandolo, per farla evaporare e azionare una turbina elettrica. Normalmente questi approcci sono separati, ma il mondo della ricerca energetica ha tentato più volte di accoppiarli in singoli dispositivi ibridi. A riuscire nell’impresa è stato in questi mesi un gruppo di scienziati negli Stati Uniti. Il lavoro, guidato da Matthew Escarra della Tulane Unversity, e Daniel Codd dell’Università di San Diego, è riuscito a sfruttare il meglio delle due soluzioni tecnologiche in un prodotto innovativo ed efficiente.

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“Il consumo di energia termica è una parte enorme dell’economia energetica globale, molto più grande dell’uso di elettricità”, spiega Escarra. “Nel tempo è andato crescendo l’interesse per sistemi solari termici e fotovoltaici combinati per fornire elettricità e calore di processo”. Il dispositivo si presenta come un’antenna parabolica, con un piccolo elemento sospeso al centro di un collettore. Il disco sottostante è specchiato e concentra l’energia solare sull’elemento centrale. Questo contiene un modulo di celle solari multi-giunzione, che assorbe e converte la luce visibile e quella ultravioletta in elettricità. E reindirizza quella infrarossa ad un ricevitore termico posto superiormente; questo, a sua volta, passa il calore ad acqua pressurizzata per produrre vapore.

Secondo gli inventori, l’efficienza di raccolta totale dell’apparecchio è dell’85,1 per cento. Il vapore può essere portato fino a 248°C, una temperatura molto più elevata rispetto ai tradizionali pannelli solari termici. In altre parole, con queste performance potrebbe trovare un uso anche nei processi industriali, come l’essiccazione, la sterilizzazione o la pastorizzazione.

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L’altro vantaggio è il costo. Il team riferisce che, una volta ridimensionato, il dispositivo ibrido potrebbe produrre energia ad un minimo di 3 centesimi di dollaro per chilowattora. “Siamo lieti di aver dimostrato il funzionamento sul campo del nostro convertitore solare ad alte prestazioni”, ha sottolineato Escarra, “e attendiamo con impazienza il suo sviluppo commerciale”. Lo studio è stato pubblicato questo mese sulla rivista scientifica Cell Reports Physical Science (testo in inglese).

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