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I pannelli solari fotovoltaici sono un’ottima alternativa alle fonti energetiche da combustibili fossili, tuttavia hanno presentato fino ad ora un grosso inconveniente: possono essere utilizzati solo durante il giorno. A rimediare a questo limite ha provveduto un team della Stanford University che ha lavorato per rendere i normali pannelli solari utilizzabili anche di notte. Hanno infatti creato un dispositivo che aiuta i classici pannelli solari a generare elettricità sfruttando la temperatura fluttuante dell’aria circostante, dato che i pannelli fotovoltaici possono funzionare al contrario emettendo radiazioni infrarosse (e quindi calore) anche in assenza di luce.

L’irraggiamento terrestre

La Terra riceve costantemente un’enorme quantità di energia dal Sole, per un importo di 173mila terawatt. Nubi, particelle nell’atmosfera e superfici riflettenti come montagne innevate riflettono immediatamente il 30% di quell’energia mentre il resto finisce per riscaldare la terra, gli oceani, le nuvole, l’atmosfera e tutto il resto del pianeta. Ma, fatta eccezione per il calore aggiuntivo che i gas serra hanno intrappolato quando, a partire dalla rivoluzione industriale, gli esseri umani hanno iniziato a bruciare abbondanti quantità di combustibili fossili, la Terra emette tanta energia quanta ne riceve. Ecco perché il pianeta emette una quantità di energia notevolissima sotto forma di radiazione infrarossa.

In una giornata limpida non ci sono nuvole in cielo che riflettano la luce infrarossa verso la Terra e questo trasferimento di calore crea una differenza di temperatura di alcuni gradi: questo è il segreto del dispositivo che il gruppo di Stanford ha chiamato generatore termoelettrico e che cattura il calore che scorre tra l’aria calda e il pannello solare e lo trasforma in energia.

La radiazione infrarossa ha lunghezze d’onda troppo lunghe per essere viste dall’occhio umano, ma trasporta energia. In effetti, più della metà della quantità totale di energia solare che colpisce la Terra passa attraverso questo processo, per poi tornare nello spazio.

I numeri dell’energia radiante recuperata

Quello che il team di Stanford ha fatto è escogitare un nuovo modo per catturare quell’energia mentre lascia il pianeta. Integrando questa nuova tecnologia con i pannelli solari che generano elettricità durante il giorno, i ricercatori hanno compiuto un importante passo avanti nel consentire alle persone comuni di catturare questa energia per sé stesse.

Il team è attualmente in grado di ottenere circa 50 milliwatt per ogni metro quadrato di pannello solare. Sebbene questa sia una piccola frazione della quantità di elettricità che un pannello solare può generare durante il giorno (la maggior parte sono in grado di raggiungere circa 150 watt per metro quadrato), la posizione giusta e alcune modifiche alla tecnologia potrebbero consentire al dispositivo di produrre fino a “circa uno o due watt per metro quadrato”, che è molto più di quanto i pannelli fotovoltaici fossero in grado di generare in precedenza di notte.

Il team di Stanford non è il primo a utilizzare un generatore termoelettrico per catturare il calore della notte, ma il loro approccio sembra promettente quando si tratta di utilizzare pannelli solari già esistenti per l’uso diurno. Utilizzando una piastra di alluminio per ridurre la quantità di calore che potrebbe fuoriuscire dall’involucro dei pannelli solari, il team è stato in grado di moltiplicare l’energia generata dalla loro tecnologia per quasi dieci volte.

Le applicazioni del fotovoltaico di notte per gli utenti isolati

I vantaggi dell’invenzione potrebbero non essere limitati agli impianti di produzione di energia fotovoltaica. Gli scienziati che utilizzano apparecchiature a energia solare, come meteorologi e ricercatori sulla fauna selvatica, potrebbero trarre vantaggio da fonti di alimentazione più affidabili e batterie di riserva più leggere.

Coloro che si affidano all’energia solare e ad altre soluzioni energetiche non in rete per la vita quotidiana (circa un miliardo di persone a livello globale) come chi studia e lavora grazie al microsolare diffuso nei villaggi isolati dell’Africa, potrebbero beneficiare di pannelli in grado di fornire un flusso di elettricità più coerente.

 

 

(© AAC Srl) autore R.G.

 

 

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