Pannelli solari addio?

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Se avete intenzione di convertirvi al solare, prima di comprare costosissimi pannelli, sappiate che presto non serviranno più. Stephen Rand ed i suoi colleghi della University of Michigan hanno scoperto come ricavare energia dalla luce del Sole, senza l’utilizzo delle classiche celle fotovoltaiche. I risultati della ricerca del’equipe del prof. Rand, pubblicati nel Journal of Applied Physics, hanno dimostrato che il campo magnetico della luce, fino ad oggi considerato troppo debole per essere utilizzato in applicazioni pratiche, è invece una potentissima fonte d’energia.

“Nelle classiche celle fotovoltaiche, la luce attraversa un materiale semi-conduttore, viene assorbita e crea calore. Fino ad oggi si sono costruiti i pannelli solari basandosi su tale processo d’assorbimento e si pensava che l’intensità del campo magnetico della luce fosse troppo insignificante per esser preso in considerazione. Abbiamo scoperto, invece, l’esistenza di un’interazione così strana, che è stata trascurata per più di cent’anni: la luce, passando attraverso un materiale non-conduttore, crea un campo magnetico così intenso che è in grado di causare, come un campo elettrico, il fenomeno della rettificazione ottica (la separazione delle cariche provocato dal campo elettrico della luce all’interno delle classiche celle fotovoltaiche, ndr).  I risultati ottenuti porteranno alla creazione di celle fotovoltaiche di nuova generazione, che non implicheranno l’utilizzo di materiali semi-conduttori e non si baseranno sull’assorbimento della luce, bensì utilizzeranno il campo magnetico della luce per produrre energia.” – ha annunciato Stephen Rand.

“In base al fenomeno della rettificazione ottica, all’interno del materiale semi-conduttore con cui sono costruiti gli odierni pannelli solari, il campo elettrico della luce provoca una separazione delle cariche positive e negative, creando un voltaggio e quindi energia –  ha spiegato il ricercatore William Fisher – fino ad oggi si pensava che tale effetto elettrico avvenisse solo all’interno di materiali cristallini che possiedono una certa simmetria. Abbiamo scoperto, che nelle giuste condizioni, la rettificazione ottica può essere indotta anche dalla componente magnetica della luce: il campo magnetico è in grado di curvare gli elettroni e generare sia un dipolo elettrico, che uno magnetico. Convogliando un numero sufficiente di questi dipoli in una fibra abbastanza lunga, si può ottenere un enorme voltaggio, tale da costituire una vera e propria batteria ottica. Estrendolo, tale voltaggio può essere utilizzato quale fonte d’energia”.

“Per ottenere questi risultati, la luce deve brillare in un materiale che non conduce elettricità, come il vetro ad esempio – sottolinea Fisher – e dev’essere infocata ad un’intensità di 10 milioni di watt per cm², anche se i nuovi materiali sono in grado d’ottenere ottimi risultati ad intensità minori. Tutto quello di cui abbiamo bisogno sono lenti per infocare la luce ed una fibra per guidarla. Il vetro può essere considerato un buon materiale, risultati migliori si ottengono con la ceramica trasparente”.

William Fisher e Stephen Rand hanno scoperto che la luce (di un laser o del Sole), passando attraverso un materiale non-conduttore, crea un campo magnetico con un’intensità così forte, che può essere utilizzato quale fonte d’energia e di sostituire, quindi, il ruolo che la corrente elettrica gioca nelle classiche celle fotovoltaiche. Gli scienziati della Michigan University hanno creato una “batteria ottica”, in grado di soppiantare i vecchi pannelli solari.

Durante i prossimi esperimenti, previsti per l’estate del 2011, Rand e Fisher lavoreranno prima con la luce di un raggio laser, poi direttamente con la luce del Sole. Gli scienziati prevedono di costruire una nuova generazione di celle solari che saranno, oltre che enormemente più potenti, anche molto più economiche di quelle utilizzate oggi.

Matteo Vitiello

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20 COMMENTS

  1. Molto interessante… davvero! Una tecnologia come questa sarebbe un toccasana, sia per i portafogli che per il pianeta!
    Non posso però fare a meno di chiedermi se questa scoperta vedrà mai la luce, in tutti i sensi, o se verrà ostacolata o bloccata in toto dai soliti interessi di pochi… e, francamente, non sono molto ottimista.
    Complimenti per il sito!

  2. Sono incredulo. Un buon conduttore come il rame, con una tensione di 220volt, puo trasferire 100 Kilowatt su un cavo della sezione di un centimetro quadrato. Qui si parla di un fascio luminoso con una densita’ energetica 100 volte maggiore. Un motore convenzionale che generi una tale potenza elettrica, 10 milioni di watt/secondo per un ora, brucia, a spanne, 3 tonnellate di carburante, in quell’ora. Anche se la notizia fosse vera, gestire simili densita energetiche non sara sicuramente ne facile, ne a basso costo. Sono incredulo, molto molto incredulo. Dimenticavo l’aspetto piu importante: con quale efficenza il dispositivo ricava energia elettrica dalla luce?

    • Salve,

      la ricerca sta studiando come convogliare ed utilizzare al meglio il campo magnetico della luce del Sole quale fonte d’energia. Alcuni materiali non-conduttori, come il vetro o la ceramica trasparente, permettono, inoltre, di lavorare ad intensità minori di 10milioni di watt/cm quadro. La luce, passando attraverso essi, crea un campo magnetico così intenso da provocare il fenomeno della rettificazione ottica (separare le cariche e creare quindi un voltaggio), come indotto dal campo elettrico della luce nelle classiche celle fotovoltaiche. La ricerca di Fisher e Rand è ancora ad uno stadio iniziale, anche se la teoria che sta dietro agli esperimenti che stanno svolgendo è dimostrata ed inconfutabile. Hanno scoperto che la luce (di un laser o del Sole), passando attraverso il vetro, ad esempio, crea un campo magnetico così forte (qua sta la scoperta: fino ad oggi si pensava che questo campo magnetico fosse insignificante!), che è in grado d’essere utilizzato quale fonte d’energia, di sostituire, quindi, il ruolo che la corrente elettrica gioca nelle classiche celle fotovoltaiche. In altre parole, per scaldare l’acqua, ad esempio, non si utilizzerà più energia elettrica, bensì magnetica. I materiali che si utilizzeranno nel futuro per catturare l’energia solare attraverso batterie ottiche, saranno, quindi, notevolmente meno costosi degli attuali materiali semi-conduttori utilizzati nelle celle fotovoltaiche. Per quanto riguarda i dati sull’efficienza del dispositivo, per una risposta esaustiva, ti rimando alla lettura completa della ricerca: http://jap.aip.org/resource/1/japiau/v109/i6/p064903_s1?isAuthorized=no
      Un saluto e grazie per leggere il blog!

  3. Affascinante! Come ottenere energia per tutti senza guerre, inquinamento e distruzione dell’ambiente. Troppo bello per essere vero! Sicuramente qualcuno interessato a stoppare la ricerca c’è sicuramente, infatti ne ho sentito parlare solo sul vostro sito (grazie).

  4. Salve, Ho studiato Ingegneria elettronica ed ottica ed a prima vista sembra realizzabile un dispositivo che riesca ad estrarre energia elettrica in questa situazione.

    Una densità di 10mil/cm quadro equivale a 100.000 W/mm quadro ; ora ipotizzando di raccogliere energia solare standard ( 1000 w/ metro quadro ) devo sfruttare una superficie di raccolta di 100 metri quadri per ottenere focalizzando, 100.000 watt/millimetro quadro .
    questo è fattibile.
    ipotizzando un rendimento del 70% dovrò raccoglire i 70.000 ossia 70kw dal fascio ottico polarizzato e rettificato.
    ———————————>
    in realtà cercheranno di canalizzare (e dovrebbe essere anche semplice) il fascio ottico in ina fibra di vetro o ceramica come la linea disegnata prima, in modo tale da frazionare la potenza del fascio ottico ed abbassare la densità energetica al livello ottimale per la raccolta e conversione di energia ottica in elettrica relativamente alla quantità di energia stessa che posso raccogliere per millimetro quadrato.
    Se il profilo ottico energetico è di un millimetro è probabile che la lunghezza di questo dovrà essere di un metro (mille millimetri) in modo tale da avere una superficie di conversione o raccolta di 1mm x 1000mm = 1000mm quadrati
    In questo caso è possibile collegare i cavi di rame per raccogliere i 70kw di corrente.

    penso che il tutto è realizzabile perchè la densità di energia di cui si parla è calcolata in modo trasversale ossia su un mill quadro ossia sulla sezione della fibra di vetro di un millimetro di spessore, ma questa energia viene raccolta in modo longitudinale , sulla lunghezza di un metro o più, in modo distribuito.

    il punto è, sarà possibile…sempre che lo permettano.

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