Le strutture 3D migliorano la resa dei pannelli fotovoltaici

Un gruppo di ricercatori del MIT ha lavorato ad un progetto di ricerca per lo studio di strutture tridimensionali da utilizzare per la progettazione di celle solari, scostandosi così in maniera piuttosto sensibile dai tradizionali pannelli solari di tipo planare.

Jeffrey Grossman, responsabile del progetto e Carl Richard Soderberg Career Development Associate Professor di ingegneria energetica al MIT ha quindi disegnato moduli fotovoltaici somiglianti a piccole torri verticali che sono stati capaci di incrementare la produzione di energia grazie proprio all'inserimento di superfici verticali.

I ricercatori hanno effettuato una serie di simulazioni al computer per testare i possibili progetti in diverse condizioni climatiche, a seconda delle stagioni e in relazione a varie latitudini. Una volta ottenuto l'esito delle simulazioni, il team ha realizzato tre modelli differenti per provarli sul tetto del laboratorio del MIT. Le strutture variano da una semplice forma cubica ad una struttura più complessa a fisarmonica.

I risultati della sperimentazione pratica hanno mostrato che le strutture 3D sono state capaci di erogare un'energia dal doppio a venti volte superiore ai tradizionali pannelli solari con la stessa area. I ricercatori del MIT spiegano che l'incremento della produzione energetica è dovuto alle superfici verticali che consentono di raccogliere in maniera più efficace la luce solare nei periodi invernali e nelle fasi di alba e tramonto, quando il sole resta più basso sull'orizzonte.

Commenta Grossman: "Credo che questo approccio possa diventare un elemento importante nel futuro del fotovoltaico. 10 anni fa questa idea non sarebbe stata giustificabile economicamente per via del costo dei moduli ma adesso il costo per le celle di silicio è una frazione del costo complessivo, con un trend che continuerà verso il basso nel prossimo futuro".

I ricercatori aggiungono inoltre che forme tridimensionali più complesse sono in grado di erogare dal 10% al 15% di energia in più rispetto a quelle sperimentate, ma tuttavia queste strutture risulterebbero più difficili e più costose da produrre. I ricercatori del MIT cercheranno ora di capire come un gruppo di queste strutture tridimensionali possa essere in grado di operare congiuntamente in situazioni differenti, in modo particolare quando le torri proiettano ombra le une sulle altre a seconda della posizione del sole nei vari momenti della giornata.