Celle solari che si raffreddano da sole. Potrebbe essere questa la prossima, interessante, frontiera della tecnologia fotovoltaica, in grado di aumentare l’efficienza delle celle anche in condizioni di caldo torrido.

Un team di ricercatori guidati da Shanhui Fan, un professore di ingegneria elettrica presso la Stanford University in California, ha aggiunto uno strato appositamente modellato di vetro di silice alla superficie delle celle solari tradizionali, riscontrando un miglioramento nelle capacità di auto-raffreddamento del dispositivo.

Le classiche celle fotovoltaiche, in condizioni operative normali, possono raggiungere temperature di 55 gradi Celsius o superiori. Queste condizioni riducono rapidamente l’efficienza e possono incidere in modo significativo sulla durata di vita di una cella solare. Per ogni grado Celsius di aumento della temperatura, in particolare, l’efficienza di una cella solare diminuisce di circa mezzo punto percentuale, mentre il tasso di invecchiamento raddoppia per ogni aumento di circa 8 gradi di temperatura.

Raffreddare la superficie attivamente, attraverso la ventilazione o l’uso di liquidi refrigeranti, sarebbe però una soluzione proibitiva e in contrasto con la necessità di ottimizzare l’esposizione al sole.

La nuova tecnologia potrebbe risolvere finalmente il problema, grazie all’uso di piccolissime strutture piramidali e di forma conica su uno strato estremamente sottile di vetro di silice, in grado di reindirizzare verso l’atmosfera il calore in eccesso sotto forma di radiazione infrarossa.

Spiega Linxiao Zhu, autore principale della ricerca:

Il nostro nuovo approccio può abbassare la temperatura di esercizio delle celle solari passivamente, migliorare l’ efficienza di conversione energetica e aumentare significativamente l’aspettativa di vita delle celle solari . Questi molteplici vantaggi dovrebbero consentire un maggiore successo e diffusione della tecnologia delle celle solari.

Per testare la loro idea, i ricercatori hanno confrontato due diversi tipi di silice: uno a superficie piana di circa 5 millimetri di spessore e l’altro più sottile ma ricoperto di piramidi e micro-coni di pochi micron di spessore. Controllando con precisione la larghezza e l’altezza delle piramidi e dei coni, si potrebbero rifrangere e reindirizzare dalla cella solare allo spazio solo le lunghezze d’onda infrarosse indesiderate.

23 luglio 2014
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