Pannello solare genera elettricità grazie alle ombre

Le celle solari sono fra le energie rinnovabili più promettenti. Finora si è sempre parlato di dispositivi capaci di "catturare" la luce del sole. I ricercatori della National University of Singapore (NUS) si sono spinti oltre e hanno creato celle solari capaci di generare energia elettrica dalle ombre.

Avete letto bene, lo Shadow-Effect Energy Generator (SEG) è un prototipo che potrebbe rivoluzionare il modo in cui usiamo le energie rinnovabili. Pensiamo ad esempio all'interno degli edifici, come nelle case e negli uffici. Anche per gli interni parlato di celle solari per catturare la poca luce presente. Ma al chiuso sono molte di più le parti in ombra. 

Ecco che quindi il SEG utilizza il contrasto tra oscurità e luce per produrre elettricità. Le ombre sono storicamente un problema per la produzione di energia solare. In questo progetto sono sfruttate a tutti gli effetti per generare energia. Materialmente SEG è costituito da una serie di sottili strisce di pellicola d'oro depositate su un wafer di silicio, posto sopra a una base in plastica flessibile.

Economicamente parlando, il prototipo è più economico da produrre di quello di una tipica cella solare. Analogamente alle soluzioni per interni più tradizionali, produce piccole quantità di energia. È quindi adatto per alimentare piccoli oggetti, come i gadget mobili o i dispositivi IoT.
Lo scienziato dei materiali Tan Swee Ching spiega che le ombre sono onnipresenti, e spesso le diamo per scontate. "Nelle applicazioni fotovoltaiche o optoelettroniche convenzionali, in cui una fonte costante di luce viene utilizzata per alimentare i dispositivi, le ombre sono una presenza indesiderabile, poiché degradano le prestazioni.

Noi abbiamo sfruttato il contrasto di illuminazione causato dalle ombre come fonte indiretta di corrente. Il contrasto nell'illuminazione induce una differenza di tensione tra le sezioni in ombra e quelle illuminate, con la conseguente creazione di corrente elettrica. Questo concetto di raccolta di energia in presenza di ombre è senza precedenti".

È proprio il contrasto tra ombra e luce a rendere efficace il SEG. Sfruttando la mutevolezza delle ombre, SEG è due volte più efficace delle celle solari convenzionali che operano nelle stesse condizioni. Quando il SEG è completamente in ombra, o completamente alla luce (ossia quando le tensioni che attraversano le strisce di cui è composto sono tutte simili, produce una quantità molto bassa o nulla di elettricità.
Grazie al movimento delle ombre (causato ad esempio dalle nuvole o dai rami degli alberi che ondeggiano) il dispositivo è in grado di generare 1.2 V, ossia abbastanza energia per alimentare un orologio digitale. I ricercatori stimano che questo valore potrà essere aumentato in futuro. Gli esperimenti di laboratorio hanno anche dimostrato che la superficie ottimale per la produzione di elettricità si verifica nel momento in cui metà della cella SEG è al sole e l'altra metà è in ombra.

Oltre tutto, la peculiarità di SEG gli permette di agire anche come sensore. Ad esempio, può registrare le ombre che lo attraversano per recepire il movimento degli oggetti. Si potrebbe sfruttare questa caratteristica per creare sensori auto alimentati.

Il prototipo non è ancora pronto per il mercato. I ricercatori intendono ridurre il costo del SEG, magari rimpiazzando la pellicola in oro con un materiale diverso più economico. Inoltre, intendono adattarlo anche per essere impiegato nei dispositivi indossabili.

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