La nuova tecnologia potrebbe rendere rendere più economico l’utilizzo delle celle solari

Dall’iPhone alle tegole sui tetti: il vetro flessibile alla conquista del fotovoltaico

Dal Willow glass tegole fotovoltaiche per i tetti al telluluro, alternative a quelle al silicio

[4 luglio 2013]

Arrivano dal governo Usa importanti novità sul fotovoltaico: i ricercatori del National renewable energy laboratory (Nrel) hanno realizzato celle solari fotovoltaiche flessibili utilizzando un vetro sottile e pieghevole di Corning, la company che produce il vetro per gli schermi dell’iPhone. Secondo Mit Tecnology Review, «Queste nuove celle solari, messe al posto delle tegole sui tetti, potrebbero rendere l’energia solare molto più economica».

Basandosi sui test della Corning, che produce un prodotto chiamato Gorilla glass per gli schermi degli iPhone, il Nrel aveva già annunciato nel 2012 di aver realizzato un materiale flessibile, il Willow glass, con il quale si potrebbero costruire tegole fotovoltaiche che sembrerebbero in grado di durare decenni e resistere anche a forti grandinate. Un bel passo avanti rispetto ai pannelli solari tradizionali che sono ancora ingombranti, fragili e più costosi da trasportare ed installare.

Le nuove tegole solari potrebbero essere messe sui tetti al posto delle tegole tradizionali e gli installatori di fotovoltaico si trasformerebbero così in realizzatori di coperture delle case (o viceversa) e basterebbe collegare il tetto “flessibile” alla rete elettrica per avere energia a buon mercato.

Come sottolinea Mit Tecnology Review, «Il costo degli impianti è una delle quote maggiori del costo complessivo dell’energia fotovoltaica, la sua quota è aumentata anche quando il costo delle cellule stesse è precipitato negli ultimi anni. Infatti, impianti e gli altri costi accessori sono ora la più grande opportunità per ridurre il costo dell’energia solare. Un sistema medio su un tetto solare in California costa 6,14 dollari per watt, mentre in molti casi i pannelli solari si vendono per meno di 1 dollaro al watt.

Altri tipi di tegole fotovoltaiche sono già disponibili (anche in Italia), le produce anche il colosso della chimica Dow, ma generalmente sono in plastica. Farle di vetro sembra assurdo ed invece «E’ controintuitivo, perché sono più resistenti – spiega Dipak Chowdhury, vice presidente e direttore della tecnologia commerciale della  Willow glass alla Corning – Il vetro è molto buono per sigillare gli elementi, e tutto questo è in grado di aiutare le cellule solari a durare per decenni. E’ anche sorprendentemente fortee, nella sua forma flessibile, resiliente. Sapevamo dal nostro lavoro sulla fibra ottica di lavoro che il vetro in realtà è più resistente dell’acciaio». Se il Willow glass viene colpito dalla grandine si dimostra molto flessibile, mentre altri tipi di ltre tegole solari con la steesa resistenza alla grandine non sembrano altrettanto in grado di proteggere le celle solari dall’umidità e dall’aria»,

Il vetro rende anche possibile utilizzare il tellururo di cadmio come materiale per le celle solari, cioè l’unico  materiale che è in grado di sfidare commercialmente su vasta scala le celle fotovoltaiche convenzionali al silicio, ma le celle solari al tellururo di cadmio devono essere fatte in un materiale trasparente o non sono in grado di gestire le alte temperature necessarie per il rendimento delle celle solari, o bloccano troppa luce, riducendo l’efficienza.

Il Willow glass inoltre potrebbe essere utilizzato per rendere più sottili e leggeri i gadget dell’elettronica di consumo e produrre anche schermi curvi, come il prototipo di un iWatch non confermato dalla Apple. Ma sia  per realizzare display che per creare celle fotovoltaiche flessibili il vetro deve essere di altissima qualità, con una superficie esente da difetti. Il Willow glass viene quindi realizzato con una tecnica particolare e sofisticata che lo rende forte come l’acciaio e privo di qualsiasi graffio o scalfittura che ne aumenterebbero la possibilità di rottura, per questo le tegole e l’elettronica flessibile, dovrebbe essere protetto dai graffi con un rivestimento di etilene tetrafluoroetilene, o qualche altro polimero protettivo.

Quindi l’utilizzo delle tegole fotovoltaiche flessibili in vetro della Corning richiederà un’installazione molto più attenta di quanto si faccia per realizzare la copertura di un tetto: sarà come costruire un grande display dell’iPhone. In realtà, però, un iPhone contiene diversi pezzi di vetro. Il sensore di contatto, i filtri colorati che compongono ciascun pixel, ed i milioni di transistor sono usati per controllarlo sono tutti prodotti su distinte lastre di vetro di alta qualità. Tutto questo è a sua volta protetto dal Gorilla glass, che è meno soggetta a graffi. Il Willow glass potrebbe sostituire gli strati interni di vetro. Per i dispositivi rigidi, il vantaggio principale di questa operazione sarebbe quello di ridurre il peso e lo spessore del vetro: un display di Willow ha un terzo dello spessore del vetro utilizzato attualmente.

«Le celle fotovoltaiche al tellururo di cadmio sul Willow glass realizzate dal Nrel sono piccole, dispositivi proof-of-concept che non sono efficienti come le celle rigide attualmente sul mercato – spiega Teresa Barnes, una ricercatrice del Nrel – Oltre a migliorarne l’efficienza, sarà necessario sviluppare modi per gestire le celle solari più flessibili, le attrezzature per la produzione di celle solare utilizzate adesso sono ottimizzate per la manifattura di lastre piane di vetro.

Chowdhury conclude: «Un’altra sfida sarà quella di persuadere produttori e clienti che le tegole fotovoltaiche di vetro possono essere sostenibili: a volte la percezione vince su dati».