Niente più sporcizia e polvere: la risposta della nanotecnologia per i sistemi fotovoltaici
I sistemi fotovoltaici (FV), che raccolgono energia sostenibile e pulita dal sole, accumulano sporcizia o particelle di polvere, acqua e sabbia. In base ad alcuni studi, tale accumulo comporta una riduzione dell’energia luminosa che raggiunge le celle solari e diminuisce la loro potenza d’uscita fino al 50 %. Pertanto, è fondamentale mantenerli puliti. Il processo di depurazione e manutenzione ordinarie, tuttavia, può essere costoso e comportare uno spreco di acqua. In questo contesto si inserisce il progetto SolarSharc, finanziato dall’UE, la cui tecnologia di rivestimento altamente repellente eliminerà la contaminazione della superficie, ottimizzando l’efficienza energetica e il rendimento dei sistemi FV. In un’intervista pubblicata sul sito web di «European Coatings», David Hannan, del partner di progetto Opus Materials Technologies, ha dichiarato che gli sviluppi nei rivestimenti anti-sedimentazione sono dovuti al programma di sostenibilità e all’esigenza di energia pulita. Egli ha messo in evidenza le difficoltà inerenti alla produzione di energia solare aggiungendo che «la polvere, la sporcizia e l’incrostazione dei pannelli solari rappresentano le principali fonti di inefficienza e perdita nella produzione di energia solare, che determinano la perdita di capacità produttiva per un valore superiore a 40 miliardi di euro l'anno. A sua volta, questo provoca oltre 100 milioni di tonnellate di emissioni di CO2 dovute alla produzione di combustibili fossili al fine di colmare le carenze». Hannan ha sottolineato gli svantaggi dei rivestimenti autopulenti esistenti, tra cui «un ciclo vitale breve (2-3 anni), poca trasparenza e costo elevato (oltre 260€/litro). Ciò significa che generalmente non sono economici e non sono distribuiti, con perdite accettate come impatto economico minore per il funzionamento dell’impianto». Efficienza migliorata In base al sito web del progetto, la struttura della nanoparticella di SolarSharc fornisce «elevata trasparenza, migliorando l’efficienza produttiva del 4 % e la qualità estetica delle applicazioni architetturali. Le proprietà chimiche del silice non sono pericolose e permettono una produzione scalabile». Oltre a essere duratura e autopulente, la tecnologia SolarSharc è «anti-riflesso, resistente alle temperature elevate e offre un’eccezionale resistenza agli agenti atmosferici». Grazie alle proprietà antiriflesso, SolarSharc «comporta un miglioramento della trasmittanza per consentire a oltre il 93 % di tutta la luce disponibile di raggiungere il semiconduttore FV». Il rivestimento ibrido inorganico-organico di SolarSharc è spesso soltanto pochi micron, come spiegato sul sito web del progetto. «Basata su una rete di silice (vetro) legata chimicamente a gruppi organici non spessi [di rivestimento], Solar Sharc® respinge prontamente l’acqua e la contaminazione dell’acqua. Piuttosto che bagnare la superficie, l’acqua forma delle goccioline sul rivestimento, che scendono prontamente verso gli angoli bassi». Si afferma inoltre che gli agenti inquinanti solidi, tra cui polvere e sabbia, «sono facilmente rimossi dall’azione del vento o utilizzando quantità minime d’acqua». I mercati a cui mirava il progetto sono il solare su scala industriale e il fotovoltaico architettonicamente integrato (FAI, building-integrated photovoltaics), un campo in rapida crescita. I partner del progetto auspicano di commercializzare il rivestimento SolarSharc e i nuovi moduli FAI autopulenti «dal prototipo attuale TRL6 [technology readiness level 6, livello di maturità tecnologica 6] alla dimostrazione operativa (TRL9) nel FAI, alla certificazione, commercializzazione e a misure della catena di distribuzione allo scopo di realizzare una crescita rapida», come affermato su CORDIS. Il progetto SolarSharc (SOLARSHARC - A DURABLE SELF-CLEAN COATING FOR SOLAR PANELS TO IMPROVE PV ENERGY GENERATION EFFICIENCY) è stato avviato nel 2017. Il prodotto sarà lanciato sul mercato nel 2019. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto SolarSharc
Paesi
Regno Unito
