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Pannelli solari organici e ultraleggeri per fornire luce ed energia rinnovabile

redazione

Pannelli solari organici e ultraleggeri per fornire luce ed energia rinnovabile

venerdì 06 Novembre 2020 - 00:00
Pannelli solari organici e ultraleggeri per fornire luce ed energia rinnovabile

Un’innovativa tecnologia che utilizza pannelli solari super sottili da applicare anche sulle facciate verticali degli edifici. A parità di potenza pesano dieci volte meno di quelli commerciali al silicio

“Un pannello solare leggerissimo, flessibile, sopra sono stati applicati dei layer di inchiostro, funziona utilizzando materiali polimerici semiconduttori, si può mettere in tutti i luoghi dove la rete non arriva, per fornire luce ed energia rinnovabile; si può anche installare sulle facciate verticali degli immobili”. Francesca Zarri, direttore Tecnologia, R&D e Digitale di Eni, descrive così i pannelli solari organici (OrganicPhotoVoltaics – OPV) che applicano un’innovativa tecnologia fotovoltaica a film sottile realizzata con celle solari basate su sostanze organiche, che convertono la luce del sole in elettricità con lo stesso meccanismo dei pannelli fotovoltaici tradizionali a silicio.

Si chiama fotovoltaico “organico” perché gli inchiostri che vengono stampati per produrre i pannelli sono composti da particolari polimeri e altri composti della chimica organica. Si tratta cioè di polimeri e composti a base di carbonio, ossigeno, idrogeno e altri elementi. La stampa dei pannelli può avvenire su supporti leggeri e flessibili, come rulli di film plastico trasparente, attraverso metodi di stampa rotativa simili a quelli impiegati nell’industria della stampa su carta.

Queste nuove celle solari sono talmente sottili che – trascurando lo spessore del film plastico – bisognerebbe stamparne migliaia una sopra l’altra per ottenere lo spessore di un foglio di carta, ogni singola cella, infatti ha uno spessore fino a 100 volte inferiore allo spessore di un capello umano.

Si ottengono, così, pannelli solari estremamente leggeri, flessibili, di qualsiasi forma e a basso impatto ambientale grazie al bassissimo consumo di energia legato ai processi industriali, alla quasi completa riciclabilità dei materiali impiegati e al consumo di materiale estremamente ridotto. Con 1kg di Silicio cristallino (senza contare il peso di tutto il resto del pannello) si possono produrre poco più di un paio di metri quadrati di moduli solari, mentre con 1kg delle sostanze organiche che compongono una cella OPV, si potrebbe coprire di pannelli solari un intero campo di calcio.

La ricerca scientifica e industriale sul fotovoltaico organico è partita da zero una decina di anni fa e ora è arrivata ad un notevole grado di maturità. Eni è tra le prime aziende a sperimentare questa tecnologia e tra le pochissime a sviluppare tecnologie sulla filiera completa, dalla sintesi dei materiali, agli inchiostri, alla stampa e all’installazione di sistemi.

I pannelli solari organici funzionano come un normale pannello solare, esattamente come quelli installati sui tetti o nei grandi impianti industriali, ma hanno notevoli vantaggi. Primo fra tutti la leggerezza: a parità di potenza, i pannelli organici pesano 10 volte meno di quelli commerciali al silicio.

I pannelli OPV possono essere installati praticamente ovunque anche in verticale, al chiuso e in condizioni di luce artificiale e addirittura in ambienti poco illuminati. Questo perché, a differenza del silicio, non hanno bisogno di radiazione diretta e assorbono molto bene la luce diffusa e diverse lunghezze d’onda.

Sono flessibili: possono essere utilizzati su superfici curve impossibili per i tradizionali moduli rettangolari rigidi.

Trasportabilità: il pannello può essere arrotolato e facilmente trasportato per applicazioni “outdoor” sia industriali sia per il tempo libero. Anche dal punto di vista della logistica avere un pannello spesso pochi millimetri e ultra leggero permette di calcolare significativi risparmi in termini di trasporto.

Estetica: i moduli possono essere semitrasparenti e di diversi colori ed adattarsi al contesto (e.g. quello urbano).

Economia circolare: il riciclo a fine vita è un altro dei vantaggi, visto che i materiali di cui sono fatti sono perfettamente riciclabili con processi già disponibili.

Sostenibilità ambientale: visto che non si usano processi ad alta temperatura e il processo di produzione è piuttosto snello.

Economicità: oggi siamo agli albori e i costi sono ancora quelli tipici del primo sviluppo pertanto molto più elevati di quelli della tecnologia ora commercialmente disponibile.

Tuttavia già ad una scala relativamente modesta, di qualche migliaio di metri quadri annui (ovvero qualche MW, davvero poca cosa per il fotovoltaico che ora ha le dimensioni di 500.000 MW), si stimano costi compatibili con la maggior parte delle applicazioni portatili e in molti tipi di edifici. Ad una scala dei milioni di metri quadri annui (circa 100 MW, ancora 100 volte meno che il mercato attuale del fotovoltaico), i costi previsti sono davvero competitivi. Nella piena maturità i costi diverranno molto bassi.

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