Sviluppate celle solari che possono funzionare di notte

Sulla rivista Applied Physics Letters, i ricercatori della Stanford University hanno pubblicato uno studio su una cella fotovoltaica che raccoglie l'energia solare durante il giorno e durante la notte, evitando di utilizzare le batterie.

cella fotovoltaica solare
Il dispositivo sfrutta la dispersione di calore della Terra nell'energia spaziale che è dello stesso ordine di grandezza della radiazione solare in entrata.

Le celle solari, o celle fotovoltaiche, forniscono energia durante il giorno, ma l'immagazzinamento per un uso nelle ore notturne richiede un notevole sforzo in termini energetici. Durante la notte, le celle solari irradiano e disperdono calore nell'atmosfera, raggiungendo temperature di alcuni gradi inferiori a quella ambiente. Il dispositivo in fase di sviluppo utilizza un modulo termoelettrico per generare tensione e corrente dal gradiente di temperatura che si genera tra la cella e l'aria. Questo processo dipende dalla progettazione termica del sistema, che include un lato caldo e un lato freddo.

"Il modulo termoelettrico ha lo scopo di avere un ottimo contatto sia con il lato freddo, che è la cella solare, sia con il lato caldo, che è l'ambiente circostante", ha affermato l'autore dello studio Sid Assawaworrarit. "Senza di questo non saremmo in grado di ottenere molta energia da questo meccanismo".

Una nuova forma di generare energia

L'installazione è poco costosa e, in linea di principio, potrebbe essere incorporata nelle celle solari esistenti. È anche semplice, quindi è possibile costruirla in località remote con risorse limitate. "Quello che siamo stati in grado di fare qui è stato costruire tutto partendo da componenti standard, avere un ottimo contatto termico e la cosa più costosa dell'intera installazione era il modulo termoelettrico", ha affermato uno degli autori, Zunaid Omair.

L'uso dell'elettricità di notte per l'illuminazione richiede alcuni watt di potenza. L'attuale dispositivo genera 50 milliwatt per metro quadrato, il che significa che l'illuminazione richiederebbe circa 20 metri quadrati di area fotovoltaica. "Nessuno di questi componenti è stato progettato specificamente per questo scopo", ha affermato l'autore Shanhui Fan. "Quindi penso che ci sia spazio per miglioramenti, nel senso che se ognuno di questi componenti fosse davvero progettato per il nostro scopo, penso che le prestazioni potrebbero essere migliori".

Questa nuova cella solare ha un basso costo di installazione in quanto può essere inserita in pannelli fotovoltaici esistenti ed è in grado di produrre energia da utilizzare durante la notte.

Il team intende ottimizzare l'isolamento termico e i componenti termoelettrici del dispositivo. Sono in fase di studio miglioramenti ingegneristici alla cella solare stessa per migliorare le prestazioni di raffreddamento radiativo senza influenzare la sua capacità di raccogliere energia solare.