Fotovoltaico: l’innovativo sistema di accumulo MOST

L’energia solare fotovoltaica è diventata una delle fonti rinnovabili più importanti per la produzione di elettricità nel contesto della transizione energetica, ma presenta ancora difficoltà a fronte di una generazione solare intermittente e di una domanda energetica fluttuante. Pertanto, sono necessari sistemi di accumulo efficienti per garantire la disponibilità di energia quando la domanda aumenta. Tuttavia, queste tecnologie non funzionano ancora in modo ottimale, soprattutto a causa del riscaldamento che subiscono, che influisce sulla produzione di energia e sulla durata dei sistemi fotovoltaici. Inoltre, le attuali tecnologie di accumulo, come le batterie, si basano su materiali scarsamente sostenibili.

Un team di ricerca internazionale guidato dal professor Kasper Moth-Poulsen del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell’Universitat Politècnica de Catalunya ha ora sviluppato una tecnologia per affrontare entrambi i problemi. Si tratta del primo dispositivo ibrido che combina una cella solare al silicio con un innovativo sistema di accumulo chiamato MOST, acronimo di “sistemi molecolari di accumulo di energia solare termica”. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Joule: “Hybrid solar energy device for simultaneous electric power generation and molecular solar thermal energy storage”.

Il team spiega che il sistema MOST è composto da elementi come carbonio, idrogeno, ossigeno, fluoro e azoto, evitando la necessità di materiali rari.

Le molecole organiche, quando vengono irradiate con fotoni ad alta energia come la luce ultravioletta, subiscono una trasformazione chimica e immagazzinano energia per un uso successivo. Il sistema funge anche da filtro ottico e da agente di raffreddamento per la cella solare, migliorando così l’utilizzo dell’energia solare e risolvendo i limiti delle attuali tecnologie solari e di stoccaggio convenzionali.

I risultati ottenuti

I test sperimentali condotti sul sistema hanno dimostrato un’efficienza di accumulo energetico pari al 2,3%. Nel frattempo, l’integrazione del sistema MOST con la cella solare ha permesso di ridurre la temperatura superficiale della cella di circa 8 C in condizioni di irraggiamento solare standard, contribuendo a ridurre le perdite di energia dovute al calore.

Il sistema ibrido ha anche dimostrato un’efficienza energetica del 14,9%, il che rappresenta un miglioramento rispetto ai due sistemi solari ibridi operanti in modo indipendente.

Nelle conclusioni del documento di ricerca, il team afferma che il sistema ibrido rappresenta un “passo significativo verso una tecnologia di accumulo dell’energia di lunga durata, complementare ai sistemi fotovoltaici”. Aggiunge che il sistema ha dimostrato la capacità di produrre una quantità di energia più consistente in diversi periodi, il che significa che, in teoria, potrebbe essere configurato in modo tale da utilizzare diversi materiali nel corso della giornata per ottimizzare l’efficienza.

Il dispositivo è stato sviluppato nell’ambito dei progetti ERC PHOTHERM e EU FET-PROACT MOST, con finanziamenti UE rispettivamente di 2 milioni e 4,3 milioni di euro.

Alla ricerca hanno contribuito ricercatori dell’Università di Cambridge, della Chalmers University of Technology di Göteborg e dell’Istituto di Scienza dei Materiali di Barcellona.

Fonte articolo: A unique hybrid device to generate electricity and store thermal energy in an efficient and sustainable manner – UPC Universitat Politècnica de Catalunya | Immagine copertina: MOST PV hybrid device di Paulius Baronas