Si profila una svolta importante: un nuovo tipo di pannello solare che funziona con le gocce di pioggia. In Francia si è soliti dire che questo dovrebbe essere adatto agli abitanti della Bretagna, una delle regioni della Francia dove piove di più.
È un luogo comune in Francia e per molti francesi: in Bretagna piove. Anche se questo non è sempre vero, le principali città della regione nord-occidentale della Francia figurano regolarmente tra i luoghi più piovosi della Francia.
E tutti sono d’accordo che se piove non c’è il sole. E allora l’uso dei pannelli solari?
Bene, gli scienziati cinesi sono attualmente sull’argomento e stanno lavorando su un nuovo tipo di pannello solare che funzionerebbe sotto il sole e in caso di pioggia.
Sebbene questa tecnologia sia ancora agli inizi e un’applicazione commerciale sia ancora lontana, l’innovazione promette di avere importanti impatti nel campo delle energie rinnovabili.
Ciò significa, di fatto, che l’approvvigionamento energetico non dipenderebbe più dalla disponibilità diretta dei raggi solari, fornendo così una soluzione alle interruzioni della produzione di energia.
Un’innovazione che sfrutta sia la pioggia che il sole
L’energia solare ha visto un’adozione massiccia in tutto il mondo, diventando una delle fonti di energia più economiche. Ciò è dovuto alla combinazione dei progressi tecnologici e del continuo calo dei costi di produzione, che negli ultimi anni sono diminuiti del 10%. Tuttavia, anche con i migliori pannelli solari, la produzione di energia si interrompe quando il sole scompare dietro le nuvole o tramonta.
È in questo contesto che il progetto dell’Università di Soochow, in Cina, assume tutto il suo significato. Questa iniziativa si basa sull’utilizzo di un fenomeno fisico, l’effetto triboelettrico (la famosa elettricità statica), per sfruttare l’energia delle gocce di pioggia, fenomeno prima non sfruttato nei sistemi solari tradizionali.
Il principio dell’effetto triboelettrico: generare energia dalla pioggia
L’effetto triboelettrico si riferisce alla produzione di una carica elettrica mediante l’attrito di due materiali diversi. Gli ingegneri di Soochow sono riusciti a combinare questo approccio con una cella solare convenzionale sviluppando un sistema ibrido che integra un nanogeneratore triboelettrico, o TENG (Triboelectric Nanogenerator). Questo dispositivo sfrutta il movimento delle gocce di pioggia sulla superficie del pannello per generare energia elettrica aggiuntiva.
Il concetto sviluppato a Soochow prevede il posizionamento di due sottili strati di polimero trasparente su una cella fotovoltaica inclinata. Quando le gocce di pioggia colpiscono la superficie, generano una carica elettrica statica, estendendo la capacità del pannello di produrre energia anche in assenza di luce solare diretta.
Un design innovativo con molte potenziali applicazioni
Baoquan Sun, uno dei ricercatori ideatori di questa innovazione, ha specificato che il dispositivo sviluppato è particolarmente leggero. Secondo lui, questa tecnologia potrebbe trovare applicazione in dispositivi mobili e flessibili, come abbigliamento intelligente o apparecchiature elettroniche portatili.
« Grazie al nostro design unico, otteniamo un dispositivo leggero. In futuro prevediamo di integrarlo in dispositivi mobili e flessibili, come l’abbigliamento elettronico. Tuttavia, l’efficienza della potenza in uscita deve ancora essere migliorata prima di poter essere applicata nella pratica. » Sole Baoquan
Tuttavia, Sun ammette che sono ancora necessari miglioramenti, in particolare nell’efficienza della produzione energetica, prima che questa tecnologia possa essere utilizzata su larga scala.
Tuttavia, Sun è ottimista riguardo al futuro di questo progetto. Egli stima che un prototipo commerciale potrebbe emergere entro tre-cinque anni, grazie alla rapida evoluzione delle tecnologie nel campo delle energie rinnovabili.
Opinioni condivise da esperti del settore solare
Questa nuova tecnologia suscita molto interesse, ma è anche oggetto di dibattito all’interno della comunità scientifica. Varun Sivaram, esperto di energia solare presso il Council on Foreign Relations degli Stati Uniti e autore di un libro di riferimento sull’energia solare, vede l’idea di un dispositivo ibrido che raccoglie l’energia cinetica delle gocce di pioggia come un concetto promettente. Loda in particolare l’ingegnosità tecnica del progetto, sottolineando:
“Ci sono molte innovazioni affascinanti in questo approccio, compreso l’uso di un singolo strato a doppia funzione, che funge sia da componente del TENG che da trappola di luce per la cella solare. »
Tuttavia, Sivaram sottolinea che la quantità di energia attualmente generata dalla pioggia non è sufficiente per avere un impatto significativo sulla produzione complessiva. Secondo lui non è ancora chiaro se questa tecnologia possa davvero rivoluzionare il settore dell’energia solare a breve termine.
Il professor Keith Barnham, dell’Imperial College di Londra, condivide un punto di vista simile. Pur riconoscendo che il sistema cinese è più compatto e potenzialmente più efficiente, ritiene che l’energia triboelettrica non sia necessariamente la soluzione più adatta:
“L’energia eolica è di gran lunga la fonte più efficiente e complementare al fotovoltaico – e funziona molto bene anche sotto la pioggia. »
Verso applicazioni concrete dei nanogeneratori triboelettrici (TENG)
Sebbene i TENG non abbiano ancora suscitato l’entusiasmo degli esperti solari a causa della loro bassa efficienza, offrono prospettive interessanti in altri settori. Questi dispositivi, che generano elettricità dall’attrito di due materiali, potrebbero essere utilizzati in ambienti in cui sono sufficienti piccole quantità di energia.
Ad esempio, potrebbero essere integrati nei touchscreen, dove il semplice movimento delle dita sullo schermo potrebbe caricare la batteria. Inoltre, anche le vibrazioni prodotte dalle automobili sulle strade o sui pedoni potrebbero essere convertite in energia elettrica. Quindi, sebbene la tecnologia sia ancora in fase di sviluppo, apre la strada a molte applicazioni pratiche che potrebbero trasformare vari settori.
Una tecnologia promettente, ma ancora in evoluzione
Sebbene l’innovazione sviluppata presso l’Università di Soochow sia innegabilmente promettente, deve ancora superare diverse sfide prima di affermarsi come una soluzione praticabile nel campo delle energie rinnovabili. La produzione di elettricità dalle gocce di pioggia, sebbene attraente, richiede ancora progressi significativi in termini di efficienza.
Tuttavia, come accade con molte innovazioni scientifiche, è possibile che questa tecnologia prenda una direzione imprevista e si riveli in una forma più pratica negli anni a venire. In ogni caso, l’idea che i pannelli solari funzionino anche in caso di maltempo apre nuove entusiasmanti possibilità per il futuro dell’energia pulita.
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