Il MIT studia celle solari ultra-sottili e leggere

Il MIT studia celle solari ultra-sottili e leggere

Un gruppo di ricercatori sta lavorando ad un progetto per la realizzazione di celle solari sottili e leggere, in grado di ridurre notevolmente i costi di installazione

di Andrea Bai pubblicata il , alle 15:36 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori del MIT sta lavorando alla realizzazione di celle solari estremamente sottili e leggere, con lo scopo di poter abbattere i loro costi di installazione e di aprire la strada nuovi campi di applicazione delle forme di energia rinnovabile. Attualmente infatti le celle solari vengono realizzate seguendo la principale priorità dell'efficienza energetica, mentre gli aspetti come il peso e lo spessore vengono spesso trascurati.

Il professor Jeffrey Grossman che sta conducendo il lavoro con il dottore di ricerca Marco Bernardi e il ricercatore in visita Maurizia Palummo dell'Università di Roma, ha commentato: "Ci sono applicazioni dove il fattore peso è cruciale, dove l'impiego di materiali il più sottile possibile può cambiare i paradigmi dell'installazione e portarci verso substrati sottili e durevoli. In più questo va al nocciolo di un problema importante: quanta è la potenza nominale che siamo in grado di ricavare da ogni legame atomico di un dato materiale?".

Il MIT stima che le pellicoli solari ultrasottili, costituite da strati bidimensionali dello spessore di un nanometro, possano offrire una densità di energia per peso di mille volte superiore rispetto alle celle solari convenzionali. Il contraltare è però rappresentato da un'efficienza inferiore, che richiede una superficie superiore di 10 volte di una cella solare convenzionale per produrre la stessa quantità di energia, dal momento che le celle solari ultrasottile hanno un'efficienza del 2% circa rispetto al 20% delle convenzionali soluzioni fotovoltaiche. I ricercatori stanno studiando un metodo per stratificare le celle solari ultrasottili in maniera da migliorare l'efficienza.

Il progetto legato alla realizzazione di celle solari ultrasottili è attualmente in fase di simulazione, per definire quale genere di materiale utilizzare per i prototipi che verranno sviluppati a breve. Nelle simulazioni sono state ipotizzate varie configurazioni che prevedono l'impiego di grafene, di solfuro di molibdeno e di seleniuro di molibdeno. Il risultato migliore ottenuto ha inoltre mostrato una ottima resistenza all'ossigeno, alla radiazione ultravioletta e all'umidità ambientale, tre elementi che minano alla base la stabilità a lungo termine delle celle solari convenzionali permettendo così a questo tipo di celle solari di eliminare la necessità di una copertura in vetro e di robusti supporti di installazione che rappresentano assieme più della metà dei costi di allestimenti delle tradizionai celle fotovoltaiche.

"Le celle solari ultraleggere (con un elevato rapporto potenza/peso come nel nostro caso) hanno la possibilità di consentire una riduzione nei costi di installazione. Gli attuali moduli solari basati sul silicio sono pesanti e resi ancor più pesanti dal vetro che li protegge. La loro installazione costituisce il 60% circa del costo totale di un array solare, principalmente per via del peso elevato. Trovando materiali meccanicamente flessibili e ultra-sottili, la speranza è di rendere molto leggere le celle solari che possono essere incapsulate con plastiche invece che con vetro creando così nuovi paradigmi per le installazioni fotovoltaiche" ha spiegato Bernardi.

Il costo dei materiali per le celle solari ultra-sottile sarà inoltre abbastanza contenuto rispetto alle celle solari convenzionali, anche se i ricercatori devono ancora creare i primi prototipi in laboratorio e lavorare per rendere questi materiali producibili in volumi elevati. Il prossimo passo di questo progetto sarà il test in laboratorio dei prototipi con la misurazione effettiva dell'efficienza e della stabilità a lungo termine delle varie strutture e combinazioni di materiali.

10 Commenti
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JackZR10 Luglio 2013, 16:37 #1
Faccio un po' fatica a capire il campo di applicazione, forse nei trasporti o in certe infrastrutture, rimango però dell'idea che in generale è meglio puntare all'efficienza energetica.
Rubberick10 Luglio 2013, 17:15 #2
Originariamente inviato da: JackZR
Faccio un po' fatica a capire il campo di applicazione, forse nei trasporti o in certe infrastrutture, rimango però dell'idea che in generale è meglio puntare all'efficienza energetica.


c'e' scritto:

permettendo così a questo tipo di celle solari di eliminare la necessità di una copertura in vetro e di robusti supporti di installazione che rappresentano assieme più della metà dei costi di allestimenti delle tradizionai celle fotovoltaiche.


credo inoltre che l'idea al lungo termine sia realizzare mini celle flessibili usabili un po' ovunque
lucusta10 Luglio 2013, 19:57 #3
nulla dicono sul fatto che ormai il costo dei pannelli e' meno della meta' rispetto a tutto l'impianto (inverter e sostegno fisico... qui parlano solo di struttura del pannello), e che minimizzarlo e' una buona cosa, ma alla fine...

le mie idee sul fotovoltaico sono diverse:
invece di usare grandi pannelli e un solo inverter, usare singole celle con miniinverter.
Vul10 Luglio 2013, 20:03 #4
Il solare ha due problemi, i costi, è la fonte di energia più costosa che ci sia in commercio, sia quella termica che quella fotovoltaica e l'inquinamento. Si avete capito bene, inquinamento. Benchè produca energia pulita la costruzione dei pannelli commerciali è molto inquinante poichè contentono una moltidutine di materiali che vanno smaltiti con accuratezza. E anche in fase di produzione i materiali scartati, quelli usati nelle fornaci per fondere il silano, quelli di pulizia..

Io studio DSSC ( http://it.wikipedia.org/wiki/Cella_di_Gr%C3%A4tzel ) e leggere articoli del genere mi fa ridere, non spiegano assolutamente niente scientificamente, non parlano neanche dei materiali coinvolti. Per non parlare che le celle nanometriche sono afflite da 20 anni da problemi di stabilità e questi vogliono scendere ad un nanometro. Bah.
ulk11 Luglio 2013, 05:44 #5
Originariamente inviato da: JackZR
Faccio un po' fatica a capire il campo di applicazione, forse nei trasporti o in certe infrastrutture, rimango però dell'idea che in generale è meglio puntare all'efficienza energetica.


Efficienza aka risparmio energetico è sicuro, ma già adesso se tutti i paesi UE si metessero in rete con centrali fotovoltaiche risolverebbero tanti problemi.
Che il solare sia il futuro è un fatto, che ci si investa poco e si ostacoli è altrettanto vero.
zappy11 Luglio 2013, 13:40 #6
Originariamente inviato da: Vul
Il solare ha due problemi, i costi, è la fonte di energia più costosa che ci sia in commercio, sia quella termica che quella fotovoltaica e l'inquinamento. Si avete capito bene, inquinamento. Benchè produca energia pulita la costruzione dei pannelli commerciali è molto inquinante poichè contentono una moltidutine di materiali che vanno smaltiti con accuratezza. E anche in fase di produzione i materiali scartati, quelli usati nelle fornaci per fondere il silano, quelli di pulizia..


LOL. Invece il petrolio o l'uranio sono prodotti puliti e senza nessun genere di scarto o rifiuto
Se era una trollata scusate, ci sono cascato in pieno.
marchigiano11 Luglio 2013, 13:53 #7
Originariamente inviato da: ulk
Efficienza aka risparmio energetico è sicuro, ma già adesso se tutti i paesi UE si metessero in rete con centrali fotovoltaiche risolverebbero tanti problemi.
Che il solare sia il futuro è un fatto, che ci si investa poco e si ostacoli è altrettanto vero.


i paesi, più mettono FV in rete, più creano problemi, tant'è che per dire in italia col nuovo conto energia hanno cercato di incentivare il consumo sul posto, perchè immettere in rete MW a cavolo a seconda della nuovolosità crea scompensi di rete costosi da gestire, se ci aggiungiamo il costo degli incentivi, dovremmo essere sui 10 miliardi l'anno spesi per un niente di corrente...

petrolio e uranio non saranno puliti, ma almeno ti fanno mangiare...
ulk11 Luglio 2013, 14:32 #8
Originariamente inviato da: marchigiano
i paesi, più mettono FV in rete, più creano problemi, tant'è che per dire in italia col nuovo conto energia hanno cercato di incentivare il consumo sul posto, perchè immettere in rete MW a cavolo a seconda della nuovolosità crea scompensi di rete costosi da gestire, se ci aggiungiamo il costo degli incentivi, dovremmo essere sui 10 miliardi l'anno spesi per un niente di corrente...

petrolio e uranio non saranno puliti, ma almeno ti fanno mangiare...


Momento io parlo di fare centrali solari al posto di quelle tradizionali non che le singole abitazioni debbano mettere in rete energia.
Io dico solo che se uno vuole un motivo per un europa federale è proprio quello di sfruttare il territorio da nord a sud e da est ad ovest per cercare di avere sempre il sole da una parte o dall'altra.
marchigiano11 Luglio 2013, 20:33 #9
Originariamente inviato da: ulk
Momento io parlo di fare centrali solari al posto di quelle tradizionali non che le singole abitazioni debbano mettere in rete energia.


migliori un po ma è come se a scuola uno prende 4 al posto del solito 3... non va bene comunque

Io dico solo che se uno vuole un motivo per un europa federale è proprio quello di sfruttare il territorio da nord a sud e da est ad ovest per cercare di avere sempre il sole da una parte o dall'altra.


no non è fattibile, ti immagini che elettrodotti ci vogliono per spostare tutta questa energia? costa uno sproposito e si aggiunge al costo già spropositato del FV...

allora tanto vale fare una stazione solare in orbita che trasferisce energia a terra con laser IR o un elettrodotto con superconduttore lungo un ascensore spaziale... una supercazzora insomma
zappy14 Agosto 2013, 12:02 #10
Originariamente inviato da: marchigiano
allora tanto vale fare una stazione solare in orbita che trasferisce energia a terra con laser IR


molto più fattibile, probabilmente, che non la fusione nucleare.

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