Il primo prototipo di fotovoltaico di terza generazione senza silicio

L’innovazione nel settore della produzione di energia pulita, nata all’interno dell’Università di Torino, è stata presentata recentemente nel comune della cintura torinese.
Tra un anno è prevista l’industrializzazione del materiale: ”Il gruppo Kinexia – ha spiegato Aldo Corgiat, sindaco di Settimo Torinese – società quotata alla Borsa di Milano che opera nel settore delle energie rinnovabili, ha in animo di investire nello sviluppo del progetto di fotovoltaico organico portato avanti da Cyanine Technologies e Pianeta”.

Le applicazioni di questa tecnologia saranno molteplici: grazie all’utilizzo di coloranti per celle fotovoltaiche imprigionati tra due lastre di vetro, sarà possibile produrre energia elettrica tramite qualunque tipo di superficie vetrata, che tra l’altro non necessiterà dell’esposizione diretta ai raggi solari. Tra le applicazioni future, sono allo studio tettucci per automobili, tessuti capaci di ricaricare il cellulare, tende da campo in grado di ricaricare il notebook.

Fonte: ClickTheBrick

La strumentazione che scopre le microfratture delle celle fotovoltaiche

IBC Solar, azienda tedesca specializzata nel settore fotovoltaico, ha recentemente iniziato ad utilizzare delle camere ad elettroluminescenza nel suo laboratorio in Germania. Questa strumentazione testa le caratteristiche dei materiali di cui sono composti i moduli fotovoltaici, riuscendo ad individuare eventuali microfratture delle celle e favorendo un rapido controllo sui moduli in entrata, verificando la presenza di possibili rotture dovute al trasporto. Il test dell’elettroluminescenza completa il rigoroso programma di controllo qualità già operativo in IBC Solar.

Da dicembre 2010, IBC Solar sta testando i moduli in entrata utilizzando la misurazione ad elettroluminescenza. Questo test è basato sul processo inverso del fotovoltaico: ai moduli viene applicata una tensione per verificare i flussi di corrente, mentre una camera con dei sensori speciali rende visibile ad occhio nudo la luce ad infrarossi emessa dalle celle. Le celle funzionanti avranno un aspetto luminoso, mentre quelle danneggiate appariranno scure. Passano questo test solo i moduli che dimostrano una distribuzione uniforme della corrente.

Il test ad elettroluminescenza ha diversi vantaggi, in primis la possibilità di mostrare in pochi minuti eventuali difetti di fabbricazione e rotture subite durante il trasporto.
Per testare più moduli in parallelo, IBC Solar ha allestito due camere che vengono utilizzate per test a campione su grandi quantità. La misurazione dei parametri dei moduli con elettroluminescenza si aggiunge all’attuale programma di controllo qualità di IBC Solar, che prevede una camera climatica, un flasher e rilevazioni sulle prestazioni nel lungo periodo in un campo test.

Marco Siller, Direttore del Product Management di IBC Solar, spiega: “Grazie al nostro programma di controllo qualità, vogliamo essere sicuri che i nostri clienti ottengano dalla loro installazione fotovoltaica una produzione di energia elevata nel lungo periodo. Sebbene il Conto Energia sia garantito per legge per 20 anni, le installazioni fotovoltaiche possono fornire energia per un lasso di tempo maggiore. Se riusciamo ad individuare tutti i possibili difetti dei moduli fin dall’inizio, riceveremo potenzialmente meno reclami e incrementeremo la customer satisfaction. Per questo stiamo continuando ad investire in strumentazioni e programmi di controllo, per migliorare ulteriormente gli standard esistenti”.

Il sistema fotovoltaico per restituire la vista ai non vedenti

Una video camera trasmette immagini a un processore, che visualizza le immagini su uno schermo LCD posto all’interno degli occhiali del paziente; lo schermo trasmette poi impulsi di luce infrarossa che proiettano l’immagine a celle fotovoltaiche impiantate sotto la retina. Infine, le cellule fotovoltaiche convertono i segnali luminosi in impulsi elettrici, che a loro volta stimolano i neuroni della retina a loro collegati. Stiamo parlando di umanoidi? Nient’affatto, solo di uomini.

E nello specifico, di uomini ciechi, che ora potrebbero tornare a vedere”. Un team di ricercatori dell’Università di Stanford, infatti, ha sviluppato una nuova generazione di impianti retinici ispirata dalle celle fotovoltaiche. Quello progettato da David Palanker, Peter Pçeumans e Stephen Baccus è un impianto flessibile, che fa uso di materiali normalmente utilizzato nei chips e nelle celle solari, con circa 1.000 elettrodi (contro i 60 normalmente utilizzati), che permette al paziente di vedere l’intero campo visivo senza deformazioni e senza muovere la testa.

Fonte: rivista Energia Solare & Rinnovabili

I pannelli fotovoltaici che si autoriparano

Da sempre la natura insegna e una ricerca del MIT di Boston condotta dal Dipartimento dell’Energia del prestigioso Istituto di ricerca lo conferma: il professore di ingegneria chimica Michael Strano, infatti, si è ispirato al comportamento delle piante (che dal sole non vengono distrutte ma che, con la fotosintesi, riciclano il loro “parco proteine” all’incirca ogni tre quarti d’ora) creando delle celle fotovoltaiche in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica e, soprattutto, di autoassemblarsi.

Una delle maggiori difficoltà dei produttori di pannelli fotovoltaici è il grado di invecchiamento degli stessi, visto che i materiali con i quali sono costruiti tendono ad essere distrutti dalla degradazione prodotta dalla loro interazione con i raggi solari. Per superare questo problema, i ricercatori del MIT hanno “copiato” il comportamento dei cloroplasti durante la sintesi clorofilliana; in pratica, le proteine contenute nei cloroplasti decadono sì (il professor Strano afferma che il processo avviene “come se l’ossigeno rompesse il ‘cavo’ che tiene unita la proteina”) ma le piante sono in grado di ri-assemblare la stessa proteina.

Il ricercatore, dunque, ha creato delle molecole sintetiche capaci di attivarsi alla luce solare liberando elettroni, organizzate in “centri di reazione” e mantenute su dischi di fosfolipidi. Questi dischi sono immersi in una soluzione grazie alla quale si legano spontaneamente a nanotubi di carbonio che, allineando i centri di reazione, funzionano anche da conduttori per raccogliere e incanalare il flusso di elettrodi liberato dai centri stessi. E quando un tensioattivo viene aggiunto a questa soluzione, ecco che i vari componenti si distaccano fra loro per poi (è questa è la novità) riassemblarsi perfettamente quando il tensioattivo (mediante una speciale membrana) viene rimosso.

La ricerca ha dimostrato che l’efficienza di questa struttura molecolare (nel processo di conversione luce-elettricità) è di circa il 40% ma il professor Strano ha dichiarato che, almeno teoricamente, il valore potrebbe salire al 100%. Ecco perché i risultati e le potenzialità di questa ricerca potrebbero essere in grado di offrire al mondo dell’industria una formidabile opportunità tecnologica, dando vita alla produzione su scala industriale di pannelli fotovoltaici capaci di “ripararsi”, eliminando così la caduta di efficienza e la necessità di sostituzione e riparazione dei pannelli dovuta, appunto, all’interazione fra i raggi solari e l’attuale materiale utilizzato nella realizzazione dei pannelli.

Fonte: rivista Energia Solare & Rinnovabili

Da Catania il pannello fotovoltaico che si collega direttamente agli elettrodomestici

Un pannello fotovoltaico in grado di funzionare senza “inverter” (il dispositivo che trasforma l’energia elettrica da continua ad alternata) è in arrivo dallo stabilimento StMicroelettronics di Catania. Il pannello potrà essere collegato agli elettrodomestici di casa, alimentandoli senza un convertitore (inverter), in quanto già dotato di una “junction-box”, cioè un miniconvertitore interno al modulo, in grado di trasformare l’energia solare prodotta dalle celle fotovoltaiche (a tensione continua) in corrente alternata usata nelle case.

Così l’energia può essere immessa nella rete elettrica domestica, senza macchinari e passaggi ulteriori, alimentando ogni dispositivo elettrico di uso comune. In caso di disconnessione, poi, la “junction box” invia un segnale ad una centrale dedicata, prevenendo furti e danneggiamenti, disconnettendosi dalla rete anche in caso di eventi come terremoti o trombe d’aria. “In un sistema standard da 3kW collocato sul tetto – spiega Matteo Lo Presti, direttore Systems Lab della St Microelettronics di Catania – abbiamo calcolato che la quantità di energia prodotta in più vada dal 5% al 12%.”

Fonte: rivista Energia Solare & Rinnovabili

Verso un'alternativa low cost della cella fotovoltaica

Ad oggi, il 90% dei pannelli fotovoltaici è realizzato in silicio. Come chiunque ben sa, la maggior parte di essi ha dimensioni non certo tascabili; inoltre, il processo di costruzione è ancora costoso e, per concludere, l’energia elettrica che viene generata all’interno delle celle fotovoltaiche è raccolta da un conduttore costruito in ossido di indio e stagno (ITO), che contribuisce non da poco sul prezzo finale.

Logica, dunque, l’attenzione con la quale le aziende di tutto il mondo seguono i risultati dei numerosi lavori di ricerca compiuti da Enti privati e Università internazionali, che hanno come obiettivo la ricerca e lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie per la realizzazione di celle solari, con un costo nettamente inferiore all’attuale.

La professoressa Yueh-Lin Loo guida, all’Università di Princeton, un numeroso gruppo di ingegneri e ricercatori chimici, e quest’anno la rivista National Academy of Science ha pubblicato i risultati di una loro ricerca, una tecnologia per produrre una plastica trasparente, facilmente lavorabile e ottima conduttrice di elettricità. Guarda caso, le basi fondamentali che un materiale deve possedere per essere impiegato nella costruzione di celle fotovoltaiche.

L’equipe guidata da Yueh-Lin Loo è riuscita a sperimentare positivamente una tecnologia che consente la lavorazione del polimero rispettando le sue caratteristiche (ovvero, come spiega la Loo “processandoli in modo tale da realizzare qualcosa di utile senza degradare la loro capacità conduttiva”). I ricercatori hanno infatti scoperto che, se trattato con un particolare acido, il polimero, una volta processato, non impedisce più il passaggio della corrente.

La Loo ha poi affermato che, una volta risolto il problema della conduttività, sarà molto facile “dare alla plastica qualunque forma ci torni utile mantenendo intatte le sue qualità” (trasparenza e malleabilità). Per quanto riguarda l’aspetto economico, se questa plastica si dimostrasse capace di sostituire l’ITO nella realizzazione dei conduttori, il valore del risparmio per il processo realizzativo può spingersi anche all’80% del totale. C’è però ancora un ma, e riguarda la durata dei materiali, ancora inferiore al caro, vecchio ossido di indio e stagno.

Fonte: rivista Energia Solare & Rinnovabili