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Celle polimeriche

energia fotovoltaica

Data: 22 ago 2004
ultima modifica: 10 nov 2005

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𝒱isto che il petrolio sta finendo occorre trovare delle fonti di energia alternative, oltre al nucleare vi è l'eolico e il solare.

A ottobre dell'anno scorso la ST Microelectronics divulgava la notizia di avere trovato un sistema efficiente per ricavare elettricità dal sole. Il suo comunicato stampa parlava di celle fotovoltaiche polimeriche di nuovo tipo con efficienza del 10% e costo di 0.20$ al watt per venti anni. La durata di queste celle non è stata chiarita si parla genericamente di costo-watt per 20 anni. Una cella in silicio dura 20 anni, costa venti volte di più e ha una efficienza intorno al 20% (celle monocristalline a 25°C).

Nell'annuncio il ricercatore a capo del gruppo di ricerca, Salvo Coffa, diceva:
"We believe we can demonstrate 10 percent efficiency by the end of 2004..."
"Our target is fixed at $0.20..." e che non si aspetta problemi tecnologici rilevanti dalla costruzione del prototipo alla commercializzazione.
Siamo poco distanti dalla fine dell'anno, vedremo tra pochi mesi quante e quali promesse saranno mantenute ma Coffa sembrava certo di avere già risolto i problemi tecnologici. Se i dati saranno realistici si ha un costo per kilowattora paragonabile se non inferiore a quello ottenuto dal petrolio quando era sotto i 40$ al barile.

Il comunicato ufficiale della STM è in inglese, in inglese vi è pure un dettagliato articolo della CNN.

Un impianto in Italia fornisce circa 1000 wattora/anno per ogni watt di picco della cella fotovoltaica (fonte enel). Si consideri che il prezzo dell'energia (atomica o da centrali a petrolio) è di circa 5 centesimi di euro al kilowattora quindi le sole celle di STM con 20 centesimi di costo danno una energia per vent'anni pari a 20 kilowattora.

Facendo due conti una cella da un watt da un guadagno lordo pari a 1 euro a cui occorre sottrarre i 20 centesimi della cella, i costi dell'impianto e della sua manutenzione. Oltre alle celle ci sono molti altri costi ma con il greggio a 30 centesimi al litro sarebbe la soluzione ai nostri problemi energetici.

Uno dei più grossi impianti fotovoltaici è in Germania, produce una potenza massima di 5MW, copre una superficie pari a 45000 m2, usa celle monocristalline che presumo abbiano efficienze sull'ordine del 15-20%.

Facendo due conti si capisce che le famiglie italiane potrebbero usare solo elettricità fotovoltaica allestendo un campo da 33 Kilometri x 33 Kilometri di celle della STM (supposto 1000kwh all'anno per persona, 60 milioni di abitanti, 2.5 MW per 45000 metri quadri). Con 12 miliardi di euro si comprerebbero tutte le celle fotovoltaiche necessarie per 20 anni di energia elettrica, 200 euro a testa, neonati compresi.

Se si sfruttasse il sole dell'Algeria e si trasferisse l'energia elettrica tramite delle condotte di idrogeno (idrogenodotto) si potrebbe avere con poca occupazione di terreno algerino l'alimentazione di tutte le famiglie europee. Si tenga presente che il ciclo dell'idrogeno (energia elettrica, acqua, idrogeno, acqua, energia elettrica) ha nei migliori dei casi una efficienza del 50%.

Uno studio tedesco che supponeva un impianto in Algeria parlava di un centinaio di miliardi di euro di spesa per produrre l'energia fotovoltaica per il sud della Germania. Con delle celle che costano 20 volte di meno si parla probabilmente di decine di miliardi di euro.

Aggiornamento: Beppe Caravita afferma che ha avuto la notizia di un prototipo di cella della STM con rendimento dell'8%, la data della sua informazione è di questa primavera. Il rendimento è importante in quanto esprime la capacità di trasformare l'energia solare in energia elettrica ma occorre ricordare la dipendenza del rendimento dalla temperatura, la durata delle celle, la capacità di sopportare le avversità ambientali. Su questo non ho alcuna informazione, non ho trovato fonti.

Aggiornamento 10 nov 2005: Un ricercatore di origine asiatica che lavora in un istituto americano ha messo a punto un prototipo di cella solare polimerica dall'efficienza del 4%. Il costo stimato dovrebbe essere pari al 10-20-30% delle celle in silicio. Un problema per un eventuale pannello fotovoltaico in plastica e che i tempi di degradazione potrebbero essere brevi con conseguente necessaria sostituzione del pannello.

Il fotovoltaico polimerico ha tempi di durata brevi che si spera di portare verso i 15 anni, i pannelli in silicio durano tranquillamente 30 anni. Se una cella in plastica dura 10 anni deve avere un costo inferiore a 1/3 di una cella in silicio che ha costi pari a 3-4-5 $ per watt di picco, a seconda del tipo di silicio usato.

𝒜ℬ𝒞𝒟ℰℱ𝒢ℋℐ𝒥𝒦ℒℳ𝒩𝒪𝒫𝒬ℛ𝒮𝒯𝒰𝒱𝒲𝒳𝒴𝒵

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Data: 22 ago 2004
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