Sono in grado di
incrementare l’efficienza di conversione del fotovoltaico mentre migliorano il
comfort visivo indoor. Sono i concentratori solari luminescenti, uno dei fiori
all’occhiello della ricerca sulle rinnovabili targata ENI
“Crediamo che il futuro sarà fatto da energie rinnovabili”. Come ha
spiegato da Parigi l’amministratore delegato di Eni,
Claudio Descalzi la politica ambientale della azienda è più che chiara. E lo
appare ancora di più se si guarda alle grandi innovazioni raggiunte in questi
anni dai programmi di ricerca portate avanti dal cane a sei zampe.
Con il dichiarato obiettivo di ridurre l’impronta ambientale delle
attività Eni, il lavoro di R&S nell’area Renewable Energy and Environment ha
dato vita ad un ampio portafoglio di tecnologie per lo sfruttamento delle fonti
rinnovabili, con un focus privilegiato sul fotovoltaico, lo stoccaggio energetico e la valorizzazione
energetica delle biomasse. L’obiettivo dell’azienda è quello di sviluppare
tecnologie innovative finalizzate alla produzione di energia elettrica,
che sappiano essere contemporaneamente sostenibili e competitive. Un impegno
che caratterizza il programma di ricerca Eni dal 2007, anno in cui l’Istituto
Donegani di Novara, struttura dedicata sino ad allora alla chimica industriale,
è diventato il Centro specializzato per la Ricerca sulle
Energie “Non Convenzionali”. Tra le diverse tecnologie un posto
speciale lo occupa l’energia solare in tutta la sua filiera produttiva, dalla
cattura della radiazione alla trasformazione della luce in elettricità al suo
immagazzinamento, e in questo contesto uno dei progetti su cui Eni sta
lavorando è lo sviluppo di concentratori solari
luminescenti (Luminescent Solar Concentrator – LSC).
Cosa sono i concentratori solari
luminescenti
Si tratta di lastre di materiale
trasparente dotate di coloranti fluorescenti, ossia sostanze in grado di
assorbire una quota della radiazione ricevuta dal sole e di riemetterne una
parte all’interno della lastra medesima. La radiazione emessa, sfruttando il
fenomeno della “riflessione totale interna”, è condotta fino ai sottili bordi
della lastra dove viene concentrata su piccole celle solari che la trasformano
in energia elettrica. Nel dettaglio gli LSC sono costituiti da una lastra
di plastica o vetro sulla cui cui superficie o all’interno della
quale sono disperse le molecole fluorescenti; queste devono essere dotate di
elevato coefficiente di assorbimento ed esteso intervallo di spettro solare che
deve essere “in accordo” con la risposta spettrale ottimale della cella
fotovoltaica.
La ricerca Eni inaugura la nuova Era delle
rinnovabili
In realtà la fisica alla base del funzionamento degli
LSC è nota fin dagli anni ’60; da allora ad oggi però, proprietà ottiche
insufficienti e la scarsa stabilità dei coloranti utilizzati ne hanno ritardato
lo sviluppo in ambito energetico. E’ qui che entra in gioco Eni, con coloranti
originali e processi unici. Ad oggi sono state depositate dal Centro Ricerche
Eni Donegani ben 16 domande di brevetto per
altrettanti coloranti fluorescenti con caratteristiche ottiche adatte
all’utilizzo in LSC. Un impegno che è valso all’azienda il premio Oscar Masi 2010 per l’innovazione
industriale dall’Associazione Italiana per la Ricerca Industriale.
I vantaggi della tecnologia LSC
A differenza dei dispositivi fotovoltaici tradizionali, i sistemi di questo
tipo funzionano bene anche in condizioni di scarsa illuminazione diretta
proprio in virtù del fatto che la concentrazione della radiazione migliora
l’efficienza di conversione delle celle fv disposte ai bordi. Inoltre i
pannelli LSC permettono di ottenere diversi vantaggi, sia sul fronte del contenimento dei costi di investimento che
su quello della manutenzione, dal momento che la
concentrazione selettiva riduce il surriscaldamento delle celle. Le
caratteristiche di questi dispositivi li rendono perfetti per l’integrazione
edilizia, attraverso il ricorso a finestre o lucernari fotovoltaici,
involucri edilizi, serre, e tutte quelle applicazioni in generale nelle quali è
richiesta una produzione energetica e, contemporaneamente,
l’illuminazione degli ambienti.
In esperimenti condotti in
collaborazione con il Politecnico di Milano (dove alcuni pannelli LSC sono
stati inseriti nella parte superiore di alcune finestre) è stato osservato che
la tecnologia permette di migliorare il comfort visivo indoor. Nel
dettaglio l’aggiunta di un piano orizzontale che separi la parte
inferiore della finestra dalla parte superiore permette di diffondere la luce
trasmessa verso il soffitto mentre quella assorbita viene impiegata per la
produzione di energia elettrica. Il primo edificio ad esser dotato di pannelli
LSC è stato la sede della Divisione Refining & Marketing di Eni a Roma:
l’impianto, realizzato su scala dimostrativa, è composto da 192 lastre
fotoattive gialle trasparenti per una superficie totale di 60 m2 ed
è in grado di produrre una potenza di 500 Wp.
Tutta l’energia così ottenuta è impiegata per la ricarica di
biciclette elettriche. Inoltre la speciale pensilina solare è utilizzata
come “laboratorio a cielo aperto” per studiare il
comportamento dei concentratori nel tempo e in varie condizioni di luce, al
fine di aumentarne l’efficienza e la stabilità e di rendere i costi
maggiormente competitivi.
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