Fotovoltaico, l’obiettivo alta efficienza in chiave Fitfor55

Celle solari ad alta resa con materiali, architetture e processi innovativi per moduli fotovoltaici sostenibili, affidabili ed efficienti, da integrare in ambito urbano, nel paesaggio e nei siti di interesse storico-architettonico, con l’obiettivo di ridurre il costo dell’energia elettrica e il consumo di suolo. Sono tutti interventi realizzati nell’ambito del programma “Ricerca di Sistema elettrico – Progetto integrato Fotovoltaico ad alta efficienza”, condotto da ENEA in collaborazione con Cnr, RSE e varie università, i cui risultati sono stati presentati in occasione della Giornata mondiale del Sole celebrata il 3 maggio 2023.

L’obiettivo principale, è stato spiegato, è quello di migliorare le prestazioni delle celle solari e studiare soluzioni applicative che promuovano la penetrazione della tecnologia fotovoltaica nel sistema produttivo e, dunque, nel sistema elettrico. Ma come?

Il progetto ENEA sul fotovoltaico

ENEA sta lavorando nei Centri ricerche di Portici (Napoli) e Casaccia (Roma), in collaborazione con l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, allo sviluppo della nuova generazione di celle solari con la tecnologia “tandem” perovskite/silicio, in grado di raggiungere efficienze maggiori del 28% nella conversione dell’irraggiamento solare in energia elettrica.

In questo modo le risorse sono state concentrate con lo scopo di superare la barriera “psicologica” del 30% di efficienza per le celle tandem, oltre al miglioramento delle prestazioni dei moduli fotovoltaici attuali e all’integrazione del fotovoltaico nel contesto urbano e rurale.

Per questo motivo, gli studi hanno posto grande attenzione all’utilizzo di materiali e architetture di dispositivo con prestazioni stabili nel tempo e con processi innovativi tali da risultare potenzialmente promettenti anche in un’ottica industriale di medio/lungo termine.

In particolare, ENEA sta lavorando nei Centri ricerche di Portici (Napoli) e Casaccia (Roma), in collaborazione con l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, allo sviluppo della nuova generazione di celle solari con la tecnologia “tandem” perovskite/silicio[1], in grado di raggiungere efficienze maggiori del 28% nella conversione dell’irraggiamento solare in energia elettrica.

I risultati

Come spiegato da ENEA, il team di ricerca sta lavorando allo sviluppo di soluzioni innovative che integrano l’utilizzo della luce solare per fotovoltaico e fotosintesi, raggiungendo risultati che permetteranno di trasmettere la radiazione solare necessaria alla crescita delle piante e contemporaneamente generare energia elettrica.

In questo contesto si stanno sperimentando coperture fotovoltaiche da applicare in serre agricole con approcci su scala di laboratorio e su larga area: strutture semitrasparenti a film sottile spettralmente selettive (aree fino a 100 cm2) e moduli fotovoltaici semitrasparenti opportunamente progettati da ENEA per essere inseriti in contesti di pregio.

Il pacchetto sul cambiamento climatico della UE “Fit for 55” prevede che l’Italia raggiunga 64 GW di potenza fotovoltaica installata al 2030, rispetto ai 25 GW del 2022, generando una quantità di energia elettrica annua pari a 88 TWh, contro i 27,5 TWh del 2022. E proprio in questo contesto, è stato spiegato dai ricercatori, trasformare l’energia del sole in energia elettrica mediante la tecnologia fotovoltaica è una tra le opzioni più concrete per la decarbonizzazione del sistema energetico.

Perché è importante? Perché si tratta di un passo in avanti concreto, in grado di contenere l’innalzamento medio globale della temperatura e contrastare i cambiamenti climatici. Inoltre, altrettanto cruciale è il contributo all’industria italiana del settore con la creazione di nuove filiere produttive e facilitando in tal modo il percorso indicato nel piano energetico nazionale.

Perché è importante investire in celle solari ad alta efficienza?

I pannelli solari possono ridurre i costi in bolletta, assicurare risorse e, allo stesso tempo, tutelare l’ambiente.

L’efficienza dei pannelli solari fotovoltaici è correlata alla qualità delle loro celle fotovoltaiche (PV). Quando si parla di efficienza di conversione di una cella fotovoltaica si fa riferimento alla percentuale di energia solare che splende su un pannello, la stessa che viene poi convertita in elettricità utilizzabile. Più efficiente è un pannello solare, maggiore sarà la quantità di energia prodotta e minore sarà la superficie occupata per soddisfare il fabbisogno energetico.

Studiare nuovi sistemi e investire in progetti come questo, quindi, permette di fare passi avanti verso un’evoluzione che è ormai inevitabile, oltre che necessaria: a noi, all’ambiente e all’economia.