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Il Sole: una fonte di energia

La luce solare può essere sfruttata come fonte di energia pulita per produrre energia elettrica grazie alle celle fotovoltaiche

Con l’avvento della tecnologia la nostra richiesta di energia elettrica è sicuramente aumentata a dismisura nel tempo e allora perché non sfruttare una fonte di energia pressoché infinita (in confronto alla nostra vita su questo pianeta) che ci permetta di ricavare l’energia di cui abbiamo bisogno? La risposta a questa domanda si concretizza nelle celle fotovoltaiche (usate ad esempio nei pannelli solari ma anche nei robot spaziali), particolari dispositivi che permettono di sfruttare la luce del Sole per generare energia elettrica.

Come funziona una cella fotovoltaica?

Si tratta semplicemente di un dispositivo in grado di convertire l’energia della luce solare incidente in elettricità. Si sfrutta l’effetto fotovoltaico e le proprietà fisiche della materia in un particolare materiale chiamato semiconduttore (di solito silicio) con una superficie molto ampia. In questo tipo di materiali si creano due zone distinte ciascuna con una carica in eccesso di segno opposto. Quando la luce attraversa la prima zona perde energia a causa dell’urto con gli atomi del materiale. L’energia ceduta serve a “strappare” un elettrone ad un atomo del semiconduttore lasciando una lacuna, ovvero una carica di segno positivo. Gli elettroni sono poi raccolti e fatti passare attraverso un filo conduttore esterno verso la zona del conduttore di segno opposto (positivo), quella dove le lacune si sono accumulate. Questo passaggio di cariche genera energia elettrica.

Il rendimento

Purtroppo non tutta la luce solare che incide su una cella fotovoltaica è in grado di produrre energia. La luce bianca è in realtà composta da vari colori, ovvero diverse frequenze, ciascuna delle quali trasporta un’energia differente. Le frequenze più basse, quelle dell’infrarosso ad esempio, non hanno abbastanza energia per allontanare gli elettroni dagli atomi di silicio, mentre quelle ad alte frequenze come ad esempio i raggi UV, vengono perlopiù assorbite dal materiale aumentandone la temperatura. Quindi solo una piccola percentuale è in grado di strappare gli elettroni al semiconduttore. Il rendimento medio di una cella al silicio è di 15-20% mentre con tecniche particolari, sfruttando materiali e procedimenti complessi si arriva quasi al 45%. E’ questo, purtroppo, le rende poco efficaci e ancora troppo costose perché possano diventare una valida alternativa energetica.

© IL QUOTIDIANO ONLINE 2022 RIPRODUZIONE RISERVATA

di Marianna Fusco

Una mente scientifica e un'anima letteraria, affascinata da qualsiasi cosa abbia una storia da raccontare. Curerà la rubrica “Reticoli di Idee”

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