Fotovoltaico: pannelli o… film? Palin Scopre Ribes Tech, innovazione e nanotecnologia

La sostenibilità è uno degli obbiettivi che da anni ormai l’uomo tenta di raggiungere nel processo di produzione energetica, indispensabile allo sviluppo tecnologico e alla vita stessa come la intendiamo oggigiorno. Sostituire le fonti di energia non rinnovabili con le così dette “sorgenti green” è l’obbiettivo della maggior parte dei paesi sviluppati e anche se tale processo appare ancora lungo e difficile alcuni ci sono già riusciti, come l’Islanda e la Norvegia che producono il 100% della loro energia elettrica da fonti rinnovabili.

Si definiscono fonti di energia rinnovabile tutte quelle non soggette a esaurimento in tempi scala umani, perché si rigenerano a un ritmo pari o superiore al loro consumo. Una delle principali è certamente l’energia solare. Per farci un’idea, il Sole in appena un’ora invia sul nostro pianeta una quantità di energia pari a quella che viene usata dall’intera popolazione mondiale in un anno. Volendo fare un paragone con una fonte non rinnovabile, l’energia prodotta da più di 150mila litri di gasolio in un solo giorno viene prodotta da ogni metro quadrato del Sole. 

Proprio per questo utilizzare il Sole come sorgente di energia tramite i pannelli fotovoltaici costituisce un’ottima soluzione per produrre energia completamente pulita, senza avere un impatto sui cambiamenti climatici. Ovviamente non siamo ancora in grado di trasformare tutta l’energia che viene irradiata dal Sole sul nostro pannello in energia elettrica. L’indice che misura il rapporto fra l’irradiazione ricevuta da un pannello solare e la quantità di energia elettrica che viene prodotta effettivamente si chiama efficienza di conversione. I moduli che vengono installati oggi hanno un indice che può arrivare fino al 20%.

Ma come funziona un pannello fotovoltaico? 

Un pannello fotovoltaico è costituito da un insieme di cellule fotovoltaiche, che sono i dispositivi elettronici in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica tramite quello che viene definito appunto effetto fotovoltaico. Il materiale di cui sono composte è il silicio, che deve essere estratto e lavorato per raggiungere un elevato grado di purezza. Questo elemento è un semiconduttore, un materiale che è in grado di condurre o meno elettricità a seconda delle condizioni. Nel nostro caso la conduttività deriva da un processo di “drogaggio” che consiste nell’aggiunta di cariche positive o negative. La cellula fotovoltaica è infatti composta da due strati, uno viene drogato negativamente e l’altro positivamente, in modo tale che quando uno strato è colpito dalla luce, quindi da fotoni, si genera una differenza di carica in grado di produrre corrente elettrica.

In termini energetici, dunque, un singolo pannello (con una grandezza media di 1,5 metri quadrati per uno spessore di 2-3 cm), produce tra i 200 e i 300 watt di potenza, anche in base all’esposizione o al luogo in cui ci si trova: un impianto “standard” di 3 kilowatt in Italia, composto da dieci pannelli collegati in serie, in un anno può produrre 3300 kwh al Nord mentre al Sud può arrivare anche a 4550 kwh.

Il futuro: pellicole nanotecnologiche fotovoltaiche

La storia del fotovoltaico ha antiche radici negli studi della fisica della luce ma fu l’azienda giapponese SHARP la prima a produrre moduli fotovoltaici commerciali nel 1963. Da allora è passato tanto tempo e la tecnica è stata migliorata come abbiamo visto, ma al tempo stesso lo sviluppo di nuove tecnologie ha aperto nuovi orizzonti che vanno aldilà dell’energia solare e dei classici pannelli solari.

Si chiamano film fotovoltaici e sono pellicole nanotecnologiche ultrasottili, ultraflessibili, personalizzabili, adattabili e multiformato che al contrario dei tradizionali, costosi e pesanti pannelli, sono in grado di immagazzinare energia da ogni tipo di luce, anche quella artificiale interna. 

Le cellule fotovoltaiche usano come materiale attivo un polimero semiconduttore mescolato a delle nanosfere di carbonio. Tramite dei processi nanotecnologici poi, si riescono a modellare a livello molecolare dei materiali conduttori e semiconduttori, in modo da renderli simili a un inchiostro che può essere stampato su substrati molto economici in diverse forme e colori. Tale inchiostro quando si asciuga mantiene inalterate le proprietà delle nanoparticelle che possono trasformare così l’energia luminosa in energia elettrica. 

Ribes Tech: l’innovazione è tutta italiana

Lo sviluppo della tecnologia di questi film fotovoltaici è stato reso possibile a marzo del 2016, quando nasce la start-up Ribes Tech dall’incontro di un gruppo di ricercatori del Politecnico di Milano che lavorano nel polo delle nanotecnologie dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) con l’azienda OMET srl di Lecce, leader mondiale della produzione di macchine da stampa.

La loro ricerca si sviluppa attraverso innumerevoli applicazioni: qualsiasi superficie, di ogni dimensione, colore o forma, potrà diventare un pannello fotovoltaico. La produzione inizialmente punta a produrre rivestimenti plastificati per sensori per sistemi domotici, come telecomandi, piccoli display, rilevatori vari, etichette elettroniche ma l’obiettivo è rendere energeticamente indipendenti anche elettrodomestici, smartphone e ogni altro dispositivo portatile. 

Fonti:

Ribes Tech – official website
Pannello fotovoltaico, come funziona (fotovoltaiconorditalia.it)
Fotovoltaico, la rivoluzione Ribes Tech a un passo dal mercato (startupbusiness.it)
Ribes Tech, fotovoltaico nanotecnologico indoor – Green.it