I nuovi orizzonti all'energia distribuita, dalle strade ai pannelli fotovoltaici da pioggia

Energia elettrica dal movimento, quando il sole viene meno.
Si chiama Teng ed è la tecnologia che promette di cambiare il nostro rapporto con i pannelli fotovoltaici. Partiamo dal nome, abbreviazione di TriboElectric NanoGenerator (nanogeneratore triboelettrico) ovvero un generatore di tensione elettrica a partire da un movimento di strofinio. Per comprendere il funzionamento, dobbiamo immaginare un tetto con pannelli fotovoltaici, sotto una pioggia intensa.

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Le gocce cadono, creano immediatamente movimento e scivolano sui pannelli. In quei movimenti c'è un'energia che può essere accumulata. La cosa difficile – che proprio questa tecnologia cerca di superare – è conciliare il quadro appena tracciato con una giornata da cartolina: caldo e sole a picco, nemmeno una nuvola nel cielo. La sfida è stata raccolta e, forse, vinta, dai ricercatori dell'Università di Soochow che hanno unito la tecnologia classica di una cella fotovoltaica a quella di un generatore triboelettrico, come si legge nello studio pubblicato integralmente sulla rivista ACS Nano.

Come funzionano i pannelli da pioggia

L'idea di base è stata quella di applicare su un pannello fotovoltaico in silicio, due film polimerici sovrapposti: il primo di polimero polidimetilsilossano (PDMS) e il secondo di polimero poli (3,4-etilendiossitofene): poli (stirene-solfonato) (PEDOT: PSS). Gli strati di polimero, resi più efficienti da solchi, funzionano come elettrodo per il Teng sfruttando l'attrito generato dal movimento delle gocce di pioggia.

I film polimerici sono molto sottili così da non inibire la produzione fotovoltaica. Non solo: questi strati fungerebbero anche da protezione per il silicio del pannello. Tutto bene, almeno fino a quando non si scorgono i dati produttivi: 33 nA come corrente di cortocircuito di picco e 2,14 V come tensione di picco a circuito aperto. Numeri bassi ma che sicuramente possono essere fatti lievitare, migliorando la tecnologia.

I passi in avanti dell'energia distribuita

Di certo un ulteriore passo avanti per l'energia distribuita. Sempre la Cina, che è il maggior produttore mondiale di pannelli fotovoltaici (sono cinesi i 2/3 dei pannelli prodotti al mondo) sta insistendo anche per portare l'energia distribuita sulle strade.

Accanto alle sperimentazioni in atto in Francia e nei Paesi Bassi e alle strade fotovoltaiche progettate per le Olimpiadi di Tokyo, i segnali più promettenti arrivano proprio da Jinan, nella provincia di Shandong.

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Qui è stata installata un'importante strada di solar road che ha, al posto dell'asfalto, pannelli fotovoltaici. Non solo: la solar road cinese sarebbe già in grado di dialogare con le auto, lanciando segnali, e di sciogliere la neve. L'altro grande vantaggio, portando l'energia distribuita sulla strada, è quello di risparmiare terreno in un Paese che ha grande necessità sia di spazio sia di energia.

Il problema maggiore riguarda però i costi che, nelle sperimentazioni in corso in Europa, sono stati calcolati in 5 milioni di euro a chilometro, a fronte di rese ancora non esaltanti (ma anche in questo caso ampiamente migliorabili). Sono, comunque, tutti segnali di una tendenza positiva per l'energia distribuita.

Siamo pronti a indossare il fotovoltaico, sui nostri tetti e sulle nostre case, sulle navi e sui campi da calcio. Anche quando piove.