Il presente e il futuro degli impianti fotovoltaici

Il fotovoltaico è comunemente considerato come uno dei pilastri della sostenibilità, del risparmio energetico e delle tecnologie con le quali migliorare l’efficienza delle nostre case utilizzando una fonte di energia rinnovabile come il sole. È uno di quegli elementi con i quali realizzare una casa green e che negli ultimi anni ha conosciuto un enorme sviluppo.

Oggi sempre più case, infatti, sono alimentati dagli impianti fotovoltaici. Impianti che non sono gli stessi di una decina di anni fa, con l’innovazione tecnologica che li sta caratterizzando, non saranno gli stessi nei prossimi anni.

Vediamo più da vicino quali sono le principali novità in materia di impianti fotovoltaici con cui confrontarci nell’ormai prossimo futuro.

Le nuove tecnologie

Il rendimento dei pannelli fotovoltaici è da sempre una delle grandi criticità di questa tecnologia che non riesce a convertire tutta la quantità di luce che riceve in energia elettrica.

Una delle innovazioni più interessanti in materia è quella legata ai pannelli solari a concentrazione che, utilizzando un sistema di lenti e specchi (sistemi ottici) riesce a catturare un maggior quantitativo di raggi solari così da produrre una maggiore quantità di energia rispetto ai pannelli fotovoltaici tradizionali.

I pannelli bifacciali

Spesso le soluzioni arrivano là dove c’è una criticità e un limite. Nel caso dei pannelli solari un limite strutturale è dato dalla capacità delle celle fotovoltaiche di generare energia solamente da uno dei lati della cella stessa.

Con i pannelli bifacciali il problema viene superato prevedendo un supporto isolante trasparente che permette di catturare anche la luce riflessa sulla parte posteriore aumentando del 10-25% la produzione di energia elettrica rispetto a un modulo fotovoltaico monofacciale.

La ricerca sui materiali

L’altro campo di miglioramento dell’efficienza degli impianti fotovoltaici è quello dei materiali con cui vengono realizzati. Il silicio, il materiale semiconduttore con il quale sono realizzate le celle dei pannelli fotovoltaici, oltre a richiedere costi elevati di estrazione e produzione è spesso associato a perdite ottiche e di prestazioni.

Si stanno quindi cercando e sperimentando alternative (come il cosiddetto silicio nero e l’uso della perovskite) per aumentare la capacità produttiva dei pannelli fotovoltaici.

Oltre i pannelli solari

La diffusione dei pannelli solari per quanto in crescita è spesso ostacolata da questioni estetiche e tecniche che ne impediscono la tradizionale installazione sui tetti degli edifici (anche perché non tutte le unità abitative dispongono di spazio sufficiente).

In questo senso si sta lavorando su diverse soluzioni, come le finestre solari, che offrono una migliore integrazione architettonica aumentando le superfici fotovoltaiche dalle quali ottenere energia elettrica da fonti rinnovabili.

I sistemi di accumulo

Il futuro del fotovoltaico passa anche dal miglioramento dei sistemi di accumulo (le batterie). Per realizzarli oggi è necessario utilizzare gli ioni di litio e il cobalto.

Oltre all’impatto ambientale e sociale ci sono anche questioni tecniche per cui si stanno sperimentando soluzioni alternative (come gli ioni di sodio, il magnesio e gli ioni di alluminio) che potrebbero migliorare l’efficienza (ma anche la riciclabilità) dei sistemi di accumulo rendendoli anche più sicuri ed economici rispetto alle tecnologie oggi disponibili.