IBM: elettricità dal sole prodotta con le lenti

Particolare di un parco solare dell’Ibm

Nella ricerca sulla tecnologia fotovoltaica per i «parchi solari» un risultato rivoluzionario è stato raggiunto dall’Ibm consistente nel ridurre significativamente il costo necessario per produrre elettricità dallo sfruttamento di energia solare. Imitando i bambini che con una lente di ingrandimento bruciano una foglia e la tecnica usata dai campeggiatori per accendere il fuoco, gli scienziati del Gruppo hanno concentrato con una grande lente l’energia solare catturando circa 230 watt, il valore più alto raggiunto in uno spazio grande quanto una cella solare di un centimetro quadrato. Tale energia viene convertita in 70 watt di elettricità, 5 volte più di quella catturata dalle celle impiegate nei parchi solari basati su concentratori fotovoltaici. È la maggiore quantità di energia disponibile in una cella così piccola. Se riuscirà a trasferire il progetto dal laboratorio alla fabbrica, l’Ibm potrà ridurre significativamente il costo di un parco solare. Grazie all’uso di un numero molto ridotto di celle fotovoltaiche e alla concentrazione di una maggiore quantità di luce su ciascuna di esse con lenti più grandi, il sistema consente un vantaggio significativo nei costi per il minor numero di componenti occorrenti. Passando da un sistema a 200 sun - unità di misura dell’energia catturata a mezzogiorno in una limpida giornata estiva - nel quale si concentrano sulla cella circa 20 watt di potenza, a uno di 2 mila sun nel quale se ne concentrano 200, il sistema riduce di 10 volte il numero di celle fotovoltaiche e di altri componenti necessari. La spiegazione sta nella capacità dell’Ibm di raffreddare la minuscola cella solare. Concentrare l’equivalente di 2 mila sun su una superficie così piccola genera calore sufficiente per fondere l’acciaio inossidabile ma, grazie alle competenze maturate nel raffreddamento dei chip per i computer, usando il metallo liquido per trasferire il calore dalla cella solare a una piastra di raffreddamento in rame il team è riuscito a raffreddare la cella solare da oltre 1.600 ad appena 85 gradi Celsius. I ricercatori del Gruppo hanno fatto ciò applicando tra il chip e il blocco di raffreddamento uno strato sottile di metallo liquido composto di gallio e di indio; tale strato trasferisce il calore dal chip al blocco di raffreddamento, in modo da mantenere bassa la temperatura del primo. L’uso di metallo liquido offre la migliore prestazione termica attualmente disponibile, e la tecnologia che viene usata è quella sviluppata per raffreddare i chip nei computer ad alta potenza. Si prevede che le tecnologie basate sulla concentrazione di energia solare offrano elettricità a più basso costo ma, a causa dell’elevata concentrazione di luce, il controllo della temperatura è problematico.