Raffreddamento celle solari, l’invenzione di una studentessa di 17 anni

Uno dei problemi legati all’inefficienza delle celle solari risiede nella perdita di potenza nominale provocata dal surriscaldamento. Insomma, i moduli fotovoltaici devono necessariamente essere esposti ai raggi solari ma un eccessivo irraggiamento causa un ‘rallentamento’ del sistema. Come risolvere quella che semplicisticamente sembra una contraddizione?

Risolvere il problema del surriscaldamento

Una soluzione è arrivata dalla mente di una giovanissima studentessa texana appena diploma alle scuole superiori Plano West Senior High School, che ha presentato lo scorso Maggio, alla Intel International Science and Engineering Fair – fiera internazionale di scienza riservata ai ragazzi in età scolare (pre-college) – un innovativo sistema di raffreddamento per celle solari.
Il progetto, denominato High-Efficiency Solar Cell Using Adaptive Self-Cooling si è aggiudicato tre riconoscimenti ed è valso alla diciassettenne Tiasha Joardar una borsa di studio di 10mila dollari.

Raffreddamento celle solari con un sistema termoelettrico

Ma torniamo all’invenzione. L’idea di Joardar è quella di affiancare il sistema fotovoltaico ad una pompa di calore termoelettrica in grado di regolarne la temperatura. Il meccanismo di controllo adattativo è in grado di mantenere la temperatura della cella con uno scarto di circa 2 gradi centigradi di differenza da quella dell’aria esterna.

“Senza questo sistema, la temperatura salirebbe da 15 a 20 °C “, ha dichiarato Joardar. “Ed è importante perché la potenza di una cella solare si riduce con l’aumentare delle temperature. Infatti le celle più fredde producono più energia rispetto a quelle tradizionali, pur operando nelle stesse condizioni. In alcuni casi, una temperatura esterna di 35 gradi centigradi, può far aumentare la temperatura delle celle fino a 70°C, con perdite di efficienza intorno al 10%“.

L’idea per il sistema di raffreddamento è nata da un progetto presentato dalla giovane studentessa quattro anni fa, inerente un sistema di climatizzazione termoelettrico.

“I dispositivi termoelettrici sono estremamente sottovalutati – ha riferito Joardar. “Ma hanno tutto il potenziale per essere molto efficienti e poco costosi. Basta saperli far funzionare”.

Le prospettive future

Il modello presentato in fiera è un sistema di raffreddamento collegato ad una cella di 10×10 cm in silicio, collegata al dispositivo termoelettrico. La sfida è chiaramente quella di poter collegare il sistema di raffreddamento non a una singola cella ma a interi impianti. Sfida che, secondo Joardar, è già vicina all’essere vinta: “il sistema potrebbe essere collegato ad un centinaio di celle solari, a costi relativamente bassi”.