Dalla Svezia la cella solare con accumulo termico integrato
Arriva dalla Svezia il nuovo fotovoltaico con sistema di raffreddamento incluso nella struttura. Un gruppo di scienziati della Chalmers University of Technology, a Goteborg, ha realizzato una cella solare con accumulo termico che potrebbe migliorare l’efficienza complessiva della tecnologia.
Il dispositivo ibrido realizzato dal gruppo di ingegneri e chimici si compone di una cella fotovoltaica in silicio posizionata sotto un sistema di accumulo di energia solare termica molecolare (MOST– molecular solar thermal). Il MOST contiene una soluzione di molecole organiche fotocommutabili, ossia in grado di modulare le proprietà chimico-fisiche mediante l’illuminazione con luce di specifica lunghezza d’onda. Queste molecole scorrono attraverso un chip microfluidico e assorbono specificatamente i fotoni blu e ultravioletti (tipicamente inferiori a 450 nm), convertendosi in fotoisomeri metastabili ad alta energia. L’energia così immagazzinata può essere utilizzata come fonte di riserva o per la produzione di energia termoelettrica.
Ovviamente il MOST è trasparente a lunghezze d’onda superiori a 450 nm, permettendo quindi alla maggior parte dei fotoni rilevanti di raggiungere la cella solare in silicio sottostante. Nel contempo questo sistema di accumulo “riduce il riscaldamento termico della cella filtrando i fotoni ad alta energia e raffreddando attivamente il chip microfluidico; il che migliora la conversione dell’energia solare in potenza“, spiegano gli scienziati.
Facendo funzionare le celle a temperature più basse, si estende la loro durata di vita. E si determina nel complesso una maggiore sostenibilità della stessa tecnologia fotovoltaica. Pertanto questo miglioramento può influenzare positivamente il ritorno energetico sull’investimento. I test eseguiti dal gruppo di scienziati e scienziate hanno dimostrato che la speciale cella solare con accumulo termico integrato riesce a immagazzinare fino al 2,3% dell’energia solare come energia chimica. Comportando una diminuzione della temperatura superficiale della cella di circa 8 °C in condizioni di irraggiamento solare standard. Il sistema ibrido ha dimostrato, anche, un’efficienza di utilizzo solare del 14,9%: 0.2 punti percentuali in più rispetto ad un sistema senza MOST. Per gli ingegneri si tratta del primo passo per raggiungere percentuali di conversione ancora maggiori nei futuri dispositivi FV ibridi avanzati.
Il sistema MOST è costituito da elementi come carbonio, idrogeno, ossigeno, fluoro e azoto, evitando pertanto l’impiego di materiali rari e costosi.