Secondo i ricercatori, i pannelli solari basati su perovskite potrebbero funzionare sott’acqua per circa cinque anni e mezzo, mantenendo prestazioni stabili.
A dieci metri di profondità nel Mar Cinese Meridionale, gli scienziati hanno individuato un luogo insospettabile da cui ricavare energia dal sole.
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La settimana scorsa, alcuni ricercatori hanno annunciato di aver testato con successo pannelli solari a profondità sottomarine finora considerate impraticabili per questa tecnologia.
Progettati per catturare le lunghezze d’onda della luce solare che riescono ad attraversare l’acqua di mare, i pannelli potrebbero in futuro mantenere operativa più a lungo la strumentazione subacquea. Il tutto senza dipendere esclusivamente dalle batterie, sostengono i ricercatori.
Durante una prova di due ore al largo delle isole Weizhou, sulla costa meridionale della Cina continentale, i pannelli hanno generato energia dalla luce solare a una profondità di 10 metri. Test di laboratorio indicano inoltre che potrebbero funzionare in modo continuativo per anni.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Joule, porta il solare subacqueo ben oltre le ricerche precedenti, concentrate su profondità di appena due metri o meno.
Come possono funzionare i pannelli solari a 10 metri di profondità?
Uno dei maggiori ostacoli alla produzione di energia solare sott’acqua è il rapido indebolimento della luce man mano che si scende sotto la superficie.
A 10 metri di profondità gran parte dell’energia del sole è già stata assorbita o dispersa dall’acqua. Alcuni tipi di luce, però, riescono a penetrare più in profondità di altri.
Secondo i ricercatori, quantità sufficienti di luce blu e verde raggiungono comunque queste profondità per permettere di generare elettricità, così il gruppo ha sviluppato celle solari progettate per sfruttarla al massimo.
Hanno utilizzato le cosiddette perovskiti, un’alternativa al silicio usato nella maggior parte dei pannelli solari, che può essere regolata per assorbire diverse lunghezze d’onda della luce.
Nei test di laboratorio, che hanno ricreato le condizioni a 10 metri di profondità, le celle hanno convertito in elettricità circa il 35 per cento della luce solare che le raggiungeva.
I ricercatori hanno poi sperimentato versioni più grandi nel Mar Cinese Meridionale. A due metri di profondità, 115 centimetri quadrati di pannelli solari hanno generato 1.416 milliwattora in due ore, pari a circa metà della capacità di una batteria AA ricaricabile.
A 10 metri hanno prodotto 324 milliwattora nello stesso intervallo di tempo: una quantità ridotta, ma comunque ben oltre le aspettative del team.
I pannelli hanno inoltre mostrato quasi nessun calo di prestazioni dopo 1.160 ore in condizioni subacquee simulate. In base ai test, i ricercatori stimano che potrebbero funzionare in modo continuo a 10 metri di profondità per circa cinque anni e mezzo.
"Questo lavoro rappresenta la prima validazione funzionale di celle solari sommerse in grado di operare concretamente fino a circa 10 metri di profondità, ampliandone notevolmente i possibili campi di applicazione", afferma l’autore dello studio Wen-Hua Zhang, dell’Università dello Yunnan e della Southwest United Graduate School di Kunming, in Cina.
Il solare sempre più spesso funziona fuori rete
Un tempo confinata ai tetti delle abitazioni e agli spazi aperti, l’energia solare compare sempre più spesso in luoghi dove elettricità e carburante sono difficili da reperire.
All’inizio di quest’anno, ricercatori olandesi hanno presentato in una zona rurale del Kenya la prima ambulanza alimentata a energia solareal mondo, progettata per portare assistenza sanitaria e apparecchiature mediche alle comunità più isolate, prive di forniture affidabili di elettricità o carburante.
Nell’arcipelago norvegese delle Svalbard, il solare ha iniziato ad alimentare anche una remota ex stazione radio, raggiungibile solo in barca o in elicottero e in passato dipendente da generatori a gasolio.
Altri progetti hanno trovato spazio per il solare all’interno di infrastrutture già esistenti. In Svizzera, pannelli solari installati tra i binari ferroviari producono elettricità senza occupare nuovo suolo. I moduli possono essere rimossi per la manutenzione della linea, permettendo alle ferrovie di raddoppiare come parchi solari senza interrompere il servizio.
L’energia solare sott’acqua potrebbe risolvere un problema diverso.
Sensori oceanici, videocamere e apparecchiature di comunicazione spesso operano lontano da qualsiasi fonte di alimentazione. Ma prima o poi devono essere recuperati, quando le batterie si esauriscono.
Secondo i ricercatori, la tecnologia che hanno sperimentato potrebbe garantire una fonte di energia duratura per questi dispositivi.
Prima, però, occorre capire come si comportano i pannelli a profondità maggiori. Il prossimo passo, spiegano, sarà proprio testarne il funzionamento più in profondità e stabilire fino a che punto sotto la superficie possa arrivare il solare.