Il fotovoltaico che funziona di notte: ecco le Anti-Solar Cells

Opzione interessante per bilanciare la rete elettrica durante il ciclo giorno-notte

[4 Febbraio 2020]

E se le celle solari funzionassero di notte? Nello studio “Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space”, pubblicato in copertina su ACS Photonics, Tristan Deppe, Department of Electrical and Computer Engineering, Institute for Research in Electronics and Applied Physics dell’Università del Maryland e del suo collega Jeremy N. Munday che lavora anche all’università della California – Davis, hanno provato a realizzare quello che potrebbe sembrare qualcosa di impossibile. E ci sono riusciti: «In effetti – dicono – una cella fotovoltaica appositamente progettata potrebbe generare fino a 50 watt di potenza per metro quadrato in condizioni ideali durante la notte, circa un quarto di ciò che un pannello solare convenzionale può generare di giorno».

Deppe e Munday stanno sviluppando prototipi di queste celle solari notturne in grado di produrre piccole quantità di energia e sperano di migliorare la potenza e l’efficienza di questi dispositivi. Munday ha spiegato che «Il processo è simile al modo in cui funziona una normale cella solare, ma al contrario. Un oggetto caldo rispetto all’ambiente circostante irradierà calore come luce infrarossa. Una cella solare convenzionale è fredda rispetto al sole, quindi assorbe la luce. Lo spazio è davvero molto freddo, quindi se hai un oggetto caldo e lo punti verso il cielo, irradierà calore verso di esso. La gente utilizza questo fenomeno per il raffreddamento notturno da centinaia di anni. Negli ultimi cinque anni, c’è stato un grande interesse per i dispositivi che possono farlo durante il giorno (filtrando la luce solare o puntando lontano dal sole).

Esiste un altro tipo di dispositivo, la cella termoradiativa che genera energia irradiando calore nell’ambiente circostante. I due ricercatori hanno esplorato il suo utilizzo per catturare il calore disperso dai motori e Munday spiega ancora: «Stavamo pensando, e se prendessimo uno di questi dispositivi e lo mettessimo in una zona calda e lo puntassimo verso il cielo? Questa cellula termoradiativa puntata sul cielo notturno emetterebbe luce infrarossa perché è più calda dello spazio. Una normale cella solare genera energia assorbendo la luce solare, causando la comparsa di una tensione sul dispositivo e un flusso di corrente. In questi nuovi dispositivi, invece, viene emessa luce e la corrente e la tensione vanno nella direzione opposta, ma si genera ancora energia. Devi usare materiali diversi, ma la fisica è la stessa».

Se si prendessero misure per bloccare l luce solare diretta o puntarlo lontano dal sola, queste Anti-Solar Cells potrebbero funzionare anche durante il giorno e i due ricercatori concludono «Poiché questo nuovo tipo di cella solare potrebbe potenzialmente funzionare tutto il giorno, è un’opzione interessante per bilanciare la rete elettrica durante il ciclo giorno-notte».