Le batterie a flusso solare integrate prospettano nuove soluzioni energetiche per il futuro e sembrano concretizzare una svolta perché assorbono la luce solare, la trasformano in energia e la immagazzinano: il tutto in un unico dispositivo.
La tecnologia, riportata sulla rivista scientifica Chem, è stata ottenuta da un team di ricerca internazionale
dell’università Usa di Wisconsin-Madison e della saudita King Abdullah University of Science and Technology.
Le celle fotovoltaiche
Le celle solari tradizionali hanno l’inconveniente di non immagazzinare l’energia che producono e per usare quella prodotta dagli impianti fotovoltaici durante la notte o nelle giornate nuvolose, bisogna stoccarla ricorrendo ad altre tecnologie. Finora la conservazione dell’energia prodotta ha di fatto rappresentato il grande limite degli impianti solari.
La scoperta del “tutto in uno”
Fig. 1: Nuove batterie a flusso solare
Le nuove batterie a flusso solare sono innovative celle solari con batterie integrate (SFB solar flow battery), ottenute collegando una cella tandem con semiconduttori del III-V gruppo a una flow battery a base di 4-idrossi-TEMPO.
Il dispositivo funziona sia come una cella solare sia come una batteria, quindi l’energia si può usare immediatamente o conservare per uso futuro. E la rivoluzione sta proprio qui: sono adatte per produrre energia e stoccarla, anche in località non connesse alla rete di trasmissione.
Questa batteria di flusso solare ha tre diverse modalità. Se si ha bisogno di energia nell’immediato, si comporta come una cella fotovoltaica convertendo la luce in elettricità. Se non si vuole usare subito l’energia, il dispositivo è in grado conservarla per un uso successivo, assorbendo l’energia solare di giorno e immagazzinandola come energia chimica, per poi rilasciare l’elettricità su richiesta; infine, il sistema può essere ricaricato con energia elettrica proprio come una normale batteria.
Di fatto l’integrazione fotovoltaico-batterie non è una novità assoluta in campo tecnologico, ciò che cambia sono le alte prestazioni raggiunte: un 14,1 per cento di efficienza totale “solar-to-output”.
Ma non finisce qui. Il team di ricerca ha dichiarato di poter raggiungere un’efficienza del 25 per cento utilizzando nuovi materiali solari e nuova elettrochimica – fermo restando – che c’è ancora da implementare il tipo di materiali impiegati e l’architettura complessiva della batteria prima di essere commercializzata su larga scala.
Insomma questa tecnologia – compatta, a basso costo e in grado di competere con le altre soluzioni esistenti sul mercato – potrebbe garantire al fotovoltaico quella flessibilità operativa che finora si ottiene solo utilizzando pannelli fotovoltaici e accumulatori elettrochimici in modo separato.
Prospettive future per il fotovoltaico
Tra le tendenze che influenzeranno il mercato globale del fotovoltaico, evidenziate nell’ultimo rapporto di SolarPower Europe, un punto significativo riguarda la generazione distribuita da impianti FV.
Nel futuro prevale l’ottimismo verso questa produzione energetica a basso impatto ambientale, perché le istituzioni europee concordano su alcuni aspetti cruciali della nuova direttiva per le fonti rinnovabili, tra cui il riconoscimento del diritto di autoprodurre, accumulare e scambiare elettricità con piccoli impianti, senza essere penalizzati da oneri o tasse.
Nello stesso tempo, si sottolinea la promozione di sviluppi tecnologici fondamentali, tra cui spiccano quelli legati a fotovoltaico e batterie integrate.
Il dispositivo messo a punto dal team di ricerca internazionale va in questa direzione: innovative celle solari con batterie integrate in grado sia di utilizzare immediatamente l’energia accumulata, sia di conservarla per un uso successivo.
Fonte: Fig.1 https://www.sciencedirect.com
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