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giovedì, 06 ottobre 2005
ACCUMULATORI DI LUCE SOLARE
La Gazzetta del Mezzogiorno - 5 settembre 1992
Nel 1992 una notizia sembrò aprire nuovi orizzonti alle prospettive di utilizzare in modo efficace l'energia solare, una fonte di energia che potrebbe liberare l'umanità dalla schiavitù delle centrali elettriche e del petrolio e carbone; molte volte, peraltro, si è dovuto riconoscere che la società solare è ancora lontana a causa delle caratteristiche dell'energia solare.
Benché il Sole irraggi ogni anno sulla Terra una enorme quantità di energia, 10.000 volte maggiore di quella consumata dagli esseri umani, l'ottenimento di calore e elettricità dal Sole si scontra con alcuni inconvenienti. L'energia solare è molto dispersa sul territorio, rispetto alle richieste umane, la sua densità per unità di superficie è, cioè, bassa. Inoltre l'intensità dell'energia solare è molto variabile nelle ore del giorno e nelle stagioni dell'anno.
Ogni giorno circa l'80 % dell'energia è disponibile fra le 8 e le 16, e per circa 12 ore ogni giorno la radiazione solare manca del tutto. Le richieste umane di calore e di elettricità sono invece elevate anche la sera e la notte. Nel corso dell'anno circa l'80 % dell'energia solare è concentrata nei sei mesi da marzo a settembre (nell'emisfero settentrionale); le necessità umane di calore sono invece più intense proprio nei mesi autunnali e invernali.
I più efficaci sistemi di utilizzazione della radiazione solare sono basati sul riscaldamento dell'acqua entro collettori esposti al Sole, oppure sulle celle fotovoltaiche che trasformano direttamente l'energia solare in elettricità. In entrambi i casi il più grande inconveniente consiste nella difficoltà di accumulare il calore o l'elettricità per periodi superiori a pochi giorni.
Sono stati tentati vari sistemi per raccogliere il calore solare d'estate in grandi vasche ben isolate, in modo da potere estrarre il calore durante l'inverno, ma i vari metodi non hanno superato la fase sperimentale.
Il più efficace sistema di cattura della radiazione solare è oggi basato sull'utilizzazione di celle fotovaltaiche; un sottile strato di silicio, o di pochi altri materiali, trattati chimicamente, viene esposto alla radiazione solare. Fra la parte superficiale esposta al Sole e la parte retrostante delle fotocelle si forma una differenza di potenziale che genera una corrente elettrica, con un rendimento abbastanza elevato; un pannello di fotocelle solari della superficie di un metro quadrato genera, nel corso di un anno, 100 kilowattore di elettricità, un trentesimo di quella consumata in un anno da una famiglia media.
Ma anche in questo caso l'elettricità disponibile è proporzionale all'intensità della radiazione solare e quindi varia con le ore del giorno e nei vari mesi dell'anno; per poter avere elettricità nelle ore in cui non c'è Sole, un sistema di fotocelle solari deve essere integrato con una batteria di accumulatori in cui l'elettricità arriva a mano a mano che si forma dal Sole e in cui viene "immagazzinata".
Gli accumulatori di elettricità sono però pesanti e ingombranti e costosi e rappresentano un insoddisfacente sistema di accumulo dell'energia solare; l'elettricità solare, inoltre, non può essere immagazzinata per molto tempo negli accumulatori.
La scoperta di un metodo di accumulo della radiazione solare per almeno alcune ore consentirebbe di far funzionare le fotocelle anche di notte; inoltre la stessa produzione di elettricità sarebbe ottenibile con una superficie di fotocelle molto inferiore a quella attuale. Le fotocelle infatti restano inutilizzate per oltre la metà dell'anno, nei giorni e mesi in cui la radiazione solare non c'è o è troppo bassa.
Ecco uno straordinario campo di lavoro per coloro che si occupano della chimica e della fotochimica dei materiali; molti materiali, come il solfuro di zinco o l'alluminato di stronzio, esposti alla luce, emettono luce anche al buio per qualche tempo; ci sono anche dei piccoli oggetti domestici che continuano ad emettere luce per molti minuti o anche ore dopo l'esposizione ad una sorgente luminosa. Ai fini energetici la loro utilità è peraltro limitata perché, al buio, "restituiscono" come energia luminosa soltanto una piccolissima frazione dell'energia che hanno ricevuto. La notizia di cui parlavo all'inizio si riferisce invece ad una scoperta fatta negli Stati uniti dove due chimici avrebbero identificato una sostanza solida che, esposta al Sole, cambierebbe di colore e conserverebbe il nuovo colore per alcuni giorni. Ho usato il condizionale perché per ora si sa troppo poco sugli effettivi risultati conseguiti; non possiamo dimenticate che siamo stati scottati già molte volte dalle notizie di eventi scientifici "miracolosi", apparsi sui quotidiani prima che nelle
riviste scientifiche (dall'acqua dotata di memoria, alla fusione nucleare fredda) rivelatesi poi false.
Secondo le notizie finora disponibili la sostanza capace di immagazzinare la luce si chiama cloruro di dialchil-viologeno, o cloruro di dialchil-dipiridinio. A chi è poco familiare con la chimica il nome forse dice poco, tanto più che molte sostanze rientrano in questa classe; più interessante è il fatto che il paraquat o gramoxane, un erbicida, è proprio un cloruro di dimetil-dipiridinio e quindi la sostanza capace di accumulare e restituire luce solare deriverebbe da un materiale prodotto su larga scala a basso costo.
Il cloruro di viologeno presenta la nuova proprietà di accumulatore di luce quando è addizionato con fosfonato di zirconio. La miscela, esposta al Sole, cambia di colore da bianco a azzurro e il mutamento sembra sia duraturo, fino a quando l'energia immagazzinata non viene restituita, per esempio ad una cella fotovoltaica che potrebbe così funzionare anche di notte.
E' troppo presto per correre con la fantasia: ma se questo, o qualsiasi altro materiale, fosse davvero capace di subire, per esposizione alla luce solare, un mutamento reversibile una volta che si trova al buio, saremmo di fronte ad una riduzione di almeno tre volte dei costi di produzione dell'energia fotovoltaica.
Veramente il problema di catturare l'energia del Sole farebbe un significativo passo avanti e ne trarrebbero vantaggio i paesi dove la radiazione solare è più intensa. Arriveremo un giorno ad avere nel Sahara delle centrali fotovoltaiche solari capaci di esportareelettricità in Europa ?
14:00 Scritto in Politiche e Opinioni | Link permanente | Commenti (0) | Segnala | Tag: Italy