Pioggia e fotovoltaico: nasce una nuova amicizia

Non sembra vero, ma è proprio così. Il maltempo diventa finalmente amico del fotovoltaico. Grazie a una nuovissima generazione di celle solari ibride, il pannello solare è ora in grado di produrre energia sfruttando il movimento prodotto dalla goccia di pioggia.

Una sperimentazione promettente

Un’innovazione che potrebbe rivoluzionare il settore e rendere i pannelli solari molto più efficienti. Il fotovoltaico amico della pioggia rappresenta una vera innovazione nel settore della produzione energetica.

Uno dei prototipi più promettenti del futuro è stato realizzato da un team di ricercatori della Ocean University of China e della Yunnan Normal University of Kuming.

Secondo la ACS Nano, rivista dei ricercatori della Soochow University a Suzohu, in Cina, questa tecnologia potrebbe essere perfino tessuta per la realizzazione di cappotti hi tech in grado di alimentare i dispositivi portatili con ogni genere di condizione meteo.

Triboelettricità e nanogeneratori

Il processo alla base della sperimentazione di questo fotovoltaico è la triboelettricità, meglio conosciuta come effetto triboelettrico; la triboelettricità riguarda un corpo  che si elettrizza in seguito a uno strofinio (tribos); si produce anche con lo strofinio di due corpi di materiale diverso, di cui uno isolante. Quest’effetto può generarsi tra due solidi, tra un solido e un liquido, o anche tra un solido e una sostanza aeriforme.

A dare vita alle nuove celle ibride è infatti l’unione tra una tradizionale cella in silicio e i nanogeneratori triboelettrici (TENGs) trasparenti; quest’ultimi sono capaci di convertire l’energia meccanica delle gocce della pioggia in elettricità. La trasparenza è uno dei punti chiave dato che, grazie ad essa, non viene impedita la normale produzione del pannello. L’essere trasparenti infatti non impedisce in alcun modo i passaggio dei raggi solari.  

POMS e PEDOT:PSS a lavoro nel nuovo fotovoltaico

I due diversi polimeri trasparenti sono il polidimetilsilossano chiamato PDMS che sfrutta il contatto e il movimento delle gocce, e il poli (3,4-etilendiossitiofene) : poli (stirensulfonato), chiamato più semplicemente PEDOT:PSS.

Semplificando il meccanismo, il polimero PDMS, colpito dall’acqua piovana, ne cattura il movimento cinetico; la carica elettrica generata dal movimento viene poi trasferita allo strato di polimero PEDOT:PSS, che funge da elettrodo comune alla cella solare e allo strato PDMS.

L’interconnessione tra gli strati non ne impedisce l’autonomia; motivo per cui ognuno di essi può funzionare indipendentemente dall’altro; in questo modo sarà possibile sfruttare sia le giornate soleggiate che quelle piovose. 

Efficienza bassa ma futuro promettente

Il fotovoltaico amico della pioggia non è solo in grado di funzionare nei giorni in cui non c’è sole, ma è anche adatto a qualsiasi tipo di clima. Un limite è rappresentato dal fatto che le due tecnologie non possono funzionare contemporaneamente; è altresì vero però che pioggia e sole non si presentano insieme così di frequente.

Per ora, la quantità di energia elettrica prodotta con la pioggia da questi pannelli ibridi è molto ridotta; l’efficienza raggiunta è pari al 6,5%; tuttavia il team dei ricercatori rimane ottimista. Se non altro, gli strati del pannello sarebbero talmente millimetrici da risultare sufficientemente economici per la produzione. Anche se al momento questo innovativo pannello riuscirebbe difficilmente a portare un valore aggiunto percepibile, gli esperti ipotizzano un futuro alquanto promettente.