Un gruppo di ricercatori ha presentato un nuovo metodo per aiutare le celle solari a seguire il movimento del sole nel cielo, grazie al quale sarebbe possibile potenziare del quaranta percento la generazione di energia.
di Mike Orcutt
La maggior parte dei pannelli solari nel mondo viene fissata ad un angolo invariabile, per cui non riescono a catturare al meglio l’energia durante l’intero corso di una giornata.
Un gruppo di ricerca ha però dimostrato come, tagliando le celle solari secondo dei design specifici ispirati al kirigami, una variazione degli origami che alla piegatura aggiunge il taglio, è possibile permettere alle celle di seguire l’angolo del sole senza dover inclinare l’intero pannello. Questo risultato potrebbe avere un notevole vantaggio economico: i pannelli solari dotati di meccanismi di tracciamento possono generare fra il 20 e il 40 percento di energia in più all’anno rispetto a quelli che ne sono privi.
Come visibile nell’animazione a fianco, l’applicazione di uno specifico taglio kirigami crea delle strisce in una cella solare. Tirando le due estremità in direzioni opposte, le strisce si inclinano fino ad assumere l’angolo desiderato. L’aspetto fondamentale è che la struttura varia in un modo che previene la formazione di ombre sulle celle distinte, e l’ondulazione della nuova forma non influisce sulla prestazione, spiega Max Shtein, professore di ingegneria e scienza dei materiali dell’Università del Michigan. Shtein ha guidato la ricerca assieme a Stephen Forrest, anch’egli professore di ingegneria e scienza dei materiali dell’Università del Michigan.
L’approccio ispirato ai kirigami permette di generare più elettricità pur ricorrendo alla stessa quantità di materiale semiconduttore, e vi riesce con quasi lo stesso livello di performance dei convenzionali sistemi di tracciamento, spiega Shtein. Gli odierni sistemi di tracciamento, che compaiono solamente in una piccola porzione di installazioni solari nel mondo, sono ingombranti e costosi ed agiscono inclinando l’intero pannello. Questo sistema non può funzionare con i sistemi statici montati sui tetti, che ammontano ad oltre l’80 percento delle installazioni.
Il nuovo dispositivo, che presenta celle solari flessibili in arseniuro di gallio, è una semplice dimostrazione di principio. Lo sviluppo di una tecnologia sufficientemente pratica da trovare applicazioni commerciali richiederà ancora molto lavoro. I ricercatori dovranno probabilmente trovare un sistema per incorniciare le strutture al fine di proteggerle dall’ambiente e fornire un supporto meccanico, ed aggiungere dei motori elettrici con cui manipolare le celle in momenti specifici della giornata. “Non occorre molta forza”, dice Shtein. Nonostante l’approccio sia particolarmente idoneo per materiali sottili e flessibili, aggiunge, in principio potrebbe funzionare con “pressoché qualunque forma di cella solare”.
(MO)
