Fotovoltaico: l’energia che viene dal sole

Con la crescente “fame di energia” degli ultimi tempi e l’elevato costo associato alla sua produzione e distribuzione, ci si sta spingendo verso l’utilizzo di fonti alternative di produzione, anche privata, di energia. Tra queste di sicuro quella che maggiormente sta prendendo piede è il fotovoltaico. Nel nostro paese negli ultimi 15/20 anni però non si è fatto molto per far esplodere questa tecnologia mentre in altri paesi si cominciavano a muovere già i primi passi in questa direzione. In Italia l’adozione di questa tecnologia di produzione energetica è partita solo negli ultimi 5/10 anni arrivando a risultati già raggiunti da altri paesi molti anni addietro.

Ma perché si è pensato proprio alla radiazione solare per creare energia?

La risposta a questa domanda è immediata, il sole è infatti una fonte di energia smisurata ed inesauribile. Si stima che la quantità di energia solare che arriva in Italia è di circa 300000 GW a fronte di un fabbisogno energetico italiano di 30GW, quindi un decimillesimo dell’area della superficie italiana, riceve tutta la potenza elettrica per soddisfare tutti i bisogni elettrici italiani. Questo ci fa capire che il sole potrebbe fornirci tutta l’energia elettrica di cui abbiamo bisogno se solo si investisse di più in questa tecnologia. In più il sole è ovunque ed è di tutti, nessun ente infatti potrà mai impedire a qualcuno di sfruttarlo per i suoi scopi. Inoltre l’energia che esso fornisce è pronta all’uso nel senso che non va raffinata, stoccata e trasportata. Bisogna però notare che in realtà non è sempre disponibile a causa dell’alternanza del giorno e della notte e delle stagioni, questo fa si che si debba accumulare l’energia generata durante il giorno per renderla usufruibile durante la notte e durante la stagione invernale il rendimento delle celle, dunque la quantità di energia che producono, non è lo stesso di quello che hanno in estate.

Ma cos è il fotovoltaico?

Il fotovoltaico è la possibilità di convertire la luce direttamente in energia elettrica senza nessuna intermediazione. Per effetto dell’interazione della radiazione luminosa del sole con la cella fotovoltaica ai suoi capi si genera una differenza di potenziale (una tensione elettrica) e questo comporta l’avere a disposizione la circolazione di corrente che possiamo sfruttare per il nostro fabbisogno energetico. Il cuore dunque di questo processo di generazione di energia è la cella fotovoltaica costituita da materiale semiconduttore (lo stesso usato per costruire i transistor che troviamo nel nostro computer o nel nostro telefonino) e dunque a tutti gli effetti un dispositivo elettronico. Proprio il fatto che la cella è fatta di Silicio, estremamente abbondante in natura, ha fatto si che questa tecnologia riscuotesse il successo che sta avendo perché con i materiali semiconduttori si può operare semplicemente.

In base alla capacità di generazione di energia possiamo distinguere le celle fotovoltaiche in tre generazioni:

• Le celle di 1° generazionesono quelle basate sul silicio, funziona benissimo e c’è poco da migliorare su questa generazione. La stragrande maggioranza dei pannelli fotovoltaici che vediamo montati sui tetti delle case sfruttano questa tecnologia che nonostante sia quella più vecchia è la più diffusa per la sua praticità.

  

• La 2° generazione sta iniziando ma da un punto di vista commerciale è ancora ristretta. E’ possibile ancora fare molto per questa generazione. Anche questa generazione si basa sul silicio solo che in questo caso viene ad essere modificata la sua struttura tanto che viene usato come cristallo amorfo in strati sottili. In questo caso non si parla di celle ma di film sottili distribuiti su diversi supporti. In questo caso il vantaggio sta in una maggiore economicità a fronte di un rendimento minore rispetto alla prima generazione.

  

• La 3° generazione da un punto di vista di interesse è molto forte ma da un punto di vista commerciale è trascurabile per il momento. Gran parte dei finanziamenti vanno verso questa generazione intesa come fotovoltaico organico. Il loro funzionamento si può paragonare alla fotosintesi clorofilliana delle piante dove il ruolo della clorofilla è assolto dai metalli di transizione che assorbendo la luce, eccitano i loro elettroni provocando la generazione di energia.

  

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