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L'energia fotovoltaica ha fatto un altro balzo Una centrale elettrica da/Sole L'energia fotovoltaica ha fatto un altro balzo LA tecnologia delle celle solari ha fatto un altro importante progresso: all'Università dì Stanford, in California, sono in fase sperimentale celle fotovoltaiche con un rendimento del 28 per cento, forse migliorabili fino al 30 per cento. Ciò significa che riescono a trasformare in elettricità quasi un terzo dell'energia che ricevono dal Sole. Il risultato è di grande valore, e per convincersene basta ricordare che il massimo rendimento teorico possibile in base alle leggi fisiche e del 32.3 per cento. C'è poi un altro buon motivo per parlare di energia solare: dal 9 al 13 maggio a Firenze si terrà l'ottava Conferenza Europea sull'energia fotovoltaica, organizzata dalla Commissione delle Comunità europee e dalla sezione italiana dell'Ises (International Solar Energy Society), la maggior associazione scientifica nel campo del risparmio energetico e della ricerca sulle fonti rinnovabili. Si parlerà — sbirciando tra le 345 memorie presentate — di celle solari a silicio amorto e di quelle ottenute per deposizione gassosa, due tecnologie che permettono un notevole risparmio di materiali. Altre relazioni riguarderanno le celle all'arseniuro i di- gallio (ultime e promettenti arrivate), i sistemi di l accumulo di elettricità e l'analisi del mercato dell'energia rinnovabile. Ma torniamo alla notizia che arriva dall'Università di Stanford. Per valutarla meglio sarà utile richiamare qualche concetto generale sulle celle fotovoltaiche. Queste sono piastrine di silicio spesse pochi decimi di millimetro. Il silicio è un semiconduttore, cioè una via di mezzo tra le sostanze isolanti, come la mica, e quelle conduttrici, come il rame e molti altri metalli. I fotoni solari, che potremmo considerare come tante piccole particelle di luce, penetrano nel silicio e urtano gli elettroni periferici dei suoi atomi. Sotto l'urto dei fotoni (che vengono assorbiti), alcuni elettroni escono dalla loro orbita intorno al nucleo atomico e fluiscono liberamente nel silicio, che di solito ha una struttura cristallina. E la corrente elettrica che si ricava altro non è che questo fluire di elettroni. L'energia cosi ottenuta è proporzionale alla superficie di silicio esposta al Sole, ma anche all'efficienza con cui i fotoni riescono a scalzare elettroni dalla loro sede naturale. Con cielo sereno e Sole allo Zenit, su ogni metro quadrato di terreno arriva circa un kilowatt di radiazione solare. Se il rendimento di conversione in elettricità è del 10 per cen- to. come nelle celle fotovoltaiche oggi in commercio, potremo dunque ricavare una potenza elettrica di circa 100 watt. Con le fotocelle di Stanford raggiungiamo i 280 watt. E il limite teorico è intorno a 320 watt. Gran parte della ricerca sull'energia fotovoltaica è rivolta ad accrescere il rendimento di conversione. Ma si lavora anche sul fronte opposto: cioè su celle a basso rendimento ma. in compenso, di costo molto ridotto. In quest'ultimo caso si tratta in genere di celle fatte non con silicio cristallinoma con silicio amorfo. E' una ricerca che assorbe molto denaro. Il. totale mondiale degli investimenti negli ultimi cinque anni ha raggiunto il miliardo e mezzo di dollari, di cui soltanto il 30 per cento costituito da finanziamenti pubblici. I frutti si toccano con mano: negli ultimi 10 anni il prezzo medio per kilowatt di potenza è passato da 30 a 7 dollari, mentre negli ultimi 5 anni la vendita di moduli fotovoltaici è aumentata di 15 volte. Naturalmente il minor prezzo del petrolio influisce negativamente su queste tendenze, scoraggiando sia gli investimenti in ricerca sia gli acquisti di fotocelle. In base agli ultimi risultati ottenuti in California, con la tecnologia fovoltaica oggi si potrebbe avere un kilowattora di elettricità per 90-100 lire, una cifra quasi competitiva con impianti termoelettrici che impieghino petrolio a 25 dollari il barile (ma oggi siamo molto al di sotto) o con impianti a carbone che siano attrezzati con i costosi dispositivi antiinquinamento. Il fotovoltaico, poi. è già oggi conveniente per impianti piccoli e isolati, dove è difficile l'allacciamento Le nuove celle fotovoltaiche non sono in pratica molto diverse da quelle convenzionali, ma contengono una sostanza che agevola il flusso degli elettroni liberati dai fotoni solari. Uno svantaggio delle nuove celle è però quello di richiedere, per il loro funzionamento, luce solare diretta, mentre le celle a minor rendimento già in commercio funzionano anche a luce indiretta, per esempio con luce che filtra attraverso le nuvole. In ogni modo la tecnologia fotovoltaica rimane la via più promettente per una utilizzazione dell'energia solare, mentre le centrali solari a specchi finora hanno dato risultati molto deludenti, sia sul piano economico sia su quello dell'efficienza (basti pensare alla centrale Eurelios in parte finanziata dalla Cee ad Adrano. in Sicilia, e alla centrale francese Thémis, sui Pirenei, entrambe già chiuse dopo un preve periodo di esercizio sperimentale). Interessanti, anche se meno spettacolari, sono invece altri sistemi di sfruttamento indiretto della radiazione solare: pannelli per produrre acqua calda, stagni solari in cui si approfitta di una inversione di temperatura dovuta a una forte variazione di concentrazione di sali disciolti nelle acque, produzione di biomasse che a loro volta possono diventare fonte di energia. In Italia Enea e Cnr sostengono varie linee di ricerca sulle celle fotovoltaiche: produzione di silicio a basso costo, affinamento della tecnologia del silicio cristallino, tecnologia del silicio amorfo. Interessante è la tecnologia detta delle «giunzioni multiple». In questo caso si sovrappongono strati di semiconduttori diversi, ognuno dei quali è in grado di convertire in elettricità una data parte dello spettro solare. Aumenta così il numero dei fotoni assorbiti, e quindi il rendimento. Di questi giorni, poi. è l'arrivo sul mercato di una pila-batteria indicata con la sigla SN 2000 che ha lo stesso formato delle pile dette «mezza torcia» comunemente usate per alimentare radio, registratori, lampade d'emergenza, macchine per scrivere e televisori portatili. La nuova pila però non è una pila nel senso solito della parola: contiene una batteria al nichel-cadmio ricaricabile e alcune celle solari ad alto rendimento. Quando è esaurita, basta lasciarla al Sole e dopo 10 ore è di nuovo carica. L'operazione si può ripetere un migliaio di volte, per cui la vita di questa batteria e di 8 anni. Se si calcola che ogni famiglia americana consuma in media 27 batterie convenzionali l'anno e che queste contengono mercurio e di conseguenza sono inquinanti, con le nuove piie solari in formato mezza torcia si potrebbe ridurre a un millesimo il danno per l'ambiente. Sul piano intemazionale, come dimostra anche la Conferenza di Firenze, una utile attività di promozione dell'energia solare e delle altre energie alternative viene svolta dall'Ises. che ha soci in 90 Paesi e sezioni nazionali in 30 Paesi, tra i quali l'Italia (attualmente e italiano anche il presidente della Società internazionale: l'ingegner Corrado Corvi). A livello popolare, negli ultimi anni hanno molto contribuito a diffondere l'interesse per il fovoltaico alcuni rally riservali ad automobili elettriche alimentate da celle solari. Le prime gare — ne parla Aurelio Roboni qui accanto — si sono tenute in Svizzera e il. Australia. Quando ne avremo una anche in Italia? Piero Bianucci // 9 maggio a Firenze si apre la Conferenza europea delle fonti alternative e del risparmio energetico