Celle solari ad alta efficienza: rivoluzione nel fotovoltaico per un futuro sostenibile ed economico

Le energie rinnovabili e in particolare l’energia solare, giocano un ruolo fondamentale nella transizione verso un futuro sostenibile ed economico. La ricerca e lo sviluppo di celle solari ad alta resa, utilizzando materiali, architetture e processi innovativi, si pongono come obiettivo la riduzione del costo dell’energia elettrica e il consumo di suolo.

Nel presente articolo esploreremo i progressi compiuti nel campo delle celle solari ad alta efficienza e come queste tecnologie rivoluzionarie possono essere integrate in ambito urbano, nel paesaggio e nei siti di interesse storico-architettonico.

Progetto integrato fotovoltaico ad alta efficienza: una collaborazione tra ENEA, CNR, RSE e università

Il programma “Ricerca di sistema elettrico – progetto integrato fotovoltaico ad alta efficienza” è stato condotto dall’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, in collaborazione con CNR, RSE e varie università.

I risultati di questo progetto sono stati presentati in occasione della giornata mondiale del sole, celebrata lo scorso 3 maggio.

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, in grado di raggiungere efficienze maggiori del 28% nella conversione dell’irraggiamento solare in energia elettrica.

Le innovazioni nel campo delle celle solari tandem perovskite/silicio

La tecnologia “tandem” perovskite/silicio sfrutta le proprietà dei materiali perovskite e del silicio, offrendo un’efficienza di conversione dell’energia solare senza precedenti. Questa tecnologia consente di superare le limitazioni delle celle solari tradizionali e promette di incrementare notevolmente l’efficienza nella conversione dell’energia solare in elettricità.

Il team di ricerca sta lavorando allo sviluppo di soluzioni innovative che integrino l’utilizzo della luce solare per fotovoltaico e fotosintesi, in grado di trasmettere la radiazione solare necessaria alla crescita delle piante e contemporaneamente generare energia elettrica.

Applicazioni innovative: coperture fotovoltaiche per serre agricole e integrazione in contesti di pregio

Nell’ambito del progetto, sono state sperimentate 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.

Queste soluzioni rappresentano un importante passo avanti nell’integrazione del fotovoltaico nel contesto urbano e rurale, consentendo la creazione di impianti sostenibili ed efficienti che rispettino l’ambiente circostante e il valore storico-architettonico dei siti.

Migliorare le prestazioni delle celle solari

L’obiettivo principale della ricerca condotta dall’ENEA e dai suoi partner è 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. In particolare, gli sforzi si concentrano sul superamento della barriera del 30% di efficienza per le celle tandem, avvicinandosi allo stato dell’arte mondiale della tecnologia.

Oltre al miglioramento delle prestazioni dei moduli fotovoltaici attuali, 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.

L’implementazione di queste innovazioni consentirà di ottenere celle solari più efficienti, affidabili e sostenibili, contribuendo alla decarbonizzazione del sistema energetico e alla lotta contro i cambiamenti climatici.

Il ruolo dell’Italia nel raggiungimento degli obiettivi UE “Fit for 55”

Il pacchetto sul cambiamento climatico della Comunità Europea chiamato “Fit for 55” prevede che l’Italia, entro il 2030, raggiunga 64 GW di potenza fotovoltaica installata, rispetto ai 25 GW del 2022, generando una quantità di energia elettrica annua pari a 88 TWh, contro i 27,5 TWh del 2022.

Per raggiungere questi obiettivi ambiziosi, è fondamentale supportare l’industria italiana del settore, sostenendo la creazione di nuove filiere produttive e facilitando il percorso indicato nel piano energetico nazionale.