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SINGAPORE
24.11.20 - 08:000

Produrre energia solare dall’ombra

Sviluppato un prototipo in grado di sfruttare i contrasti tra le zone d’ombra e quelle illuminate per generare energia

La notizia può sembrare una contraddizione, ma in futuro potrebbe essere possibile produrre energia solare, pulita e rinnovabile dall’ombra. Almeno questo è quanto emerge da un articolo pubblicato sulla rivista Energy & Environmental Science in merito alla realizzazione, da parte di un team di scienziati della National University di Singapore (NUS), di un prototipo di generatore che ricava energia elettrica dall’ombra.
Come ha spiegato Tan Swee Ching, ricercatrice del dipartimento di Scienze e Ingegneria del NUS: «Nelle applicazioni fotovoltaiche o optoelettroniche convenzionali in cui viene utilizzata una fonte di luce costante per alimentare i dispositivi, la presenza di ombre è indesiderabile, poiché degrada le prestazioni dei dispositivi stessi. In questo lavoro abbiamo sfruttato il contrasto di illuminazione causato dalle ombre come fonte di energia indiretta. Il contrasto nell’illuminazione induce una differenza di tensione tra l’ombra e le sezioni illuminate, con conseguente produzione di corrente elettrica. Questo nuovo concetto di raccolta di energia in presenza di ombre non ha precedenti».
L’innovativo dispositivo è stato denominato Shadow-Effect Energy Generator (SEG) ed è composto da una serie di celle disposte su una pellicola di plastica flessibile e trasparente. Ogni cella è un sottile film d’oro depositato su un wafer di silicio. L’architettura del SEG è tale per cui genera una quantità di elettricità molto bassa o nulla se l’intera cella è illuminata o in ombra, mentre ottiene la produzione massima quando metà della cella è illuminata e metà in ombra, poiché raggiunge la superficie ottimale per generare e conservare la carica.
Dagli esperimenti effettuati in laboratorio è emerso che il SEG a quattro celle sembra essere due volte più efficace rispetto alle commerciali celle solari al silicio e, rispetto a queste, può essere realizzato a un costo molto inferiore. Inoltre, il generatore può avere anche la funzione di sensore autoalimentato per il monitoraggio di oggetti in movimento. È in grado infatti di rilevare il passaggio di un oggetto nelle vicinanze, proprio in virtù della capacità dell’oggetto di generare ombre. Ciò apre quindi la strada ad applicazioni diverse da quelle di mero generatore di energia.
Per il momento il SEG riesce a produrre una quantità di energia pari a 1,2v, al massimo per alimentare un semplice smartwatch, ma in futuro potrebbe essere una soluzione perfetta anche per gli impianti fotovoltaici all’aperto, o quantomeno per alimentare i dispositivi in-door, consentendo così di produrre energia anche in casa. Il prossimo obbiettivo dei ricercatori, dunque, è quello di migliorare il prototipo in termini di efficienza e di costi. Una soluzione, ad esempio, potrebbe essere quella di sostituire l’oro con un altro materiale. «Con la sua efficienza in termini di costi, semplicità e stabilità, il nostro SEG offre un’architettura promettente per generare energia verde dalle condizioni ambientali per alimentare i dispositivi elettronici, specialmente negli edifici», hanno scritto i ricercatori nel loro studio.

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