Pannelli solari addio?

[Kasimir]

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 centimetro quadrato, anche se i più nuovi materiali sono in grado d’ottenere ottimi risultati anche 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. In altre parole, per scaldare l’acqua non si utilizzerà più energia elettrica, bensì magnetica. 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.

Fonte: http://buenobuonogood.wordpress.com/201 ... ari-addio/

[Hynekeniano]

Il prof. Rand

http://www.eecs.umich.edu/OSL/Rand/

La ricerca è stata pubblicata in un paper sul Journal of Applied Physics, per maggiori approfondimenti:

http://www.physorg.com/news/2011-04-sol ... netic.html

[Blissenobiarella]

Fantastico !

[FeDe1988]

[Enkidu]

Chissà come ci rimarranno male i padroni della mia fabbrica.... uno di loro si era vantato sul Mattino di Padova qualche mese fa perché avevano fatto impiantare sul tetto della fabbrica un immenso fotovoltaico, il secondo in grandezza nel Veneto, che permette alla fabbrica non solo di essere autosufficiente ma anche di vendere elettricità ad altri.... e dopo pochi mesi l'impianto è già obsoleto! Ahahaha! Che skornakkiata per loro! Una volta tanto anche i padroni se la pigliano in quel posto!

[Wave]

Speriamo che abbia modo di espandersi questa nuova tecnologia solare e che non sia soffocata dai colossi produttori del nucleare..

[Kasimir]

Enkidu ha scritto:

i.... e dopo pochi mesi l'impianto è già obsoleto!

Gia'
ma pensa anche tutti i privati cittadini che sono stati spinti verso questa tecnologia che è gia' in test.
MEtti caso che arrivino sul mercato fine 2012 inizio 2013, chi li ha comperati negli ultimi cinque anni, per ammortizare il costo iniziale dovranno aspettare almeno il 2020 prima di potersi permettere di passare a quello nuovo.

Io non ho mai creduto che questo fotovoltaico (quello attuale) fosse la soluzione, ed in effetti vedo che l'avanzamento tecnologico mi da ragione.

Bisogna dare piu' soldi alla ricerca e sviluppo e mandare a casa chi ci governa... è sempre quella la soluzione...

[zakmck]

Kasimir ha scritto:

Enkidu ha scritto:

i.... e dopo pochi mesi l'impianto è già obsoleto!

Gia'
ma pensa anche tutti i privati cittadini che sono stati spinti verso questa tecnologia che è gia' in test.
MEtti caso che arrivino sul mercato fine 2012 inizio 2013, chi li ha comperati negli ultimi cinque anni, per ammortizare il costo iniziale dovranno aspettare almeno il 2020 prima di potersi permettere di passare a quello nuovo.

Io non ho mai creduto che questo fotovoltaico (quello attuale) fosse la soluzione, ed in effetti vedo che l'avanzamento tecnologico mi da ragione.

Bisogna dare piu' soldi alla ricerca e sviluppo e mandare a casa chi ci governa... è sempre quella la soluzione...

No abbandoniamoci a facili entusiasmi. Per il momento il processo richiede una fonte luminosa di 10MW per cm2 e si tratta di una potenza veramente incredibile tale da rendere praticamente inutilizzabile il sistema. Tanto per capirci, stimando l'energia solare disponibile sulla superficie terrestre in circa 650 W per metro quadro, per focalizzare 10 MW ci vorrebbe un sistema di lenti di circa 15Km2. Detto cosi sembrerebbe poco utile direi. Per avere una visione piu' precisa e' meglio riferirsi al paper pubblicato (http://www.google.it/url?sa=t&source=web&cd=3&ved=0CDgQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.eecs.umich.edu%2F~scr%2FFisherJAP2011.pdf&ei=Y6nHTcv-OZH1sgaNqfiODw&usg=AFQjCNHhDNA0v13PZ-bzYTGjzH_ksOUicA). Non ho ancora avuto tempo di studiarlo a fondo, ma da una prima lettura mi sembra si parli di una efficienza teorica del 30% in pratica doppia rispetto a quella degli attuali, di per se non strabiliante, ma ci sono degli aspetti decisamente interessanti come la possibilita' di utilizzare il principio con le fibre ottiche in qualita' di elementi amplificanti. Una cosa e' comunque certa: molta ricerca e' ancora necessaria sia nella direzione dei materiali a maggiore resa (e minore soglia) che nella ingegnerizzazione di un eventuale dispositivo.

Quanto poi alla possibilita' di rendere obsoleti gli attuali pannelli solari credo ci sia ancora da aspettare (e non poco). Anche considerando pronto il nuovo principio entro un paio di anni, credo ce ne vorrebbero almeno altri 10 per rendere commerciabile la cosa tra tempi di ingegnerizzazione del processo produttivo, realizzazione degli impianti, creazione reti distributive e commerciali, recupero degli attuali impianti di produzione, ecc.......

[IdentFlyObj]

Hey,zick zack trickeballakke,
confermo anche io l'effettiva funzionalità e difficoltà della conversione solare. Ti segnalo poi un errore di calcolatrice,riguardo l'energia relativa ai 10 Megawatt: serve una superficie captante che misuri 122x122 metri,un'estensione abbastanza esigua.
Ho pure intenzione di fare qualche sperimentazione su questo fenomeno,devo ancora capire bene come riuscire a prelevare la tensione da un isolante ;un laser da 0.3 Watt mi permetterà di concentrare un po' d'energia su un vetrino.
Mi sembra alquanto strano che,da 50 anni a oggi,nessun ricercatore abbia mai puntato un laser su un vetro o cristallo scoprendo questo fenomeno......

[zakmck]

IdentFlyObj ha scritto:

Hey,zick zack trickeballakke,
confermo anche io l'effettiva funzionalità e difficoltà della conversione solare. Ti segnalo poi un errore di calcolatrice,riguardo l'energia relativa ai 10 Megawatt: serve una superficie captante che misuri 122x122 metri,un'estensione abbastanza esigua.
Ho pure intenzione di fare qualche sperimentazione su questo fenomeno,devo ancora capire bene come riuscire a prelevare la tensione da un isolante ;un laser da 0.3 Watt mi permetterà di concentrare un po' d'energia su un vetrino.
Mi sembra alquanto strano che,da 50 anni a oggi,nessun ricercatore abbia mai puntato un laser su un vetro o cristallo scoprendo questo fenomeno......

Hey flycoso,
nel calcolo della superficie intendevo 15K (=15000) m2. Certo che riguardando il post dopo la tua osservazione in effetti si poteva leggere anche 15 Km2 dato che ho scritto tutto senza spazi. Grazie per la segnalazione.

Per quanto riguarda la sperimentazione e la mancanza di evidenze precedenti credo la cosa sia dovuta alle grandi concentrazioni di luce necessarie per sfruttare il fenomeno e alla mancanza dei particolari materiali che oggi sono disponibili (l'effetto era comunque conosciuto anche prima di questa scoperta il cui merito e' quello di aver individuato una soglia di molto inferiore a quella precedentemente conosciuta).

Ammiro poi la buona volonta' e lo spirito empirico dietro al tentativo di riuscire a sperimentare questo effetto con un laser da 0,3 Watt ed un vetrino anche se credo sia decisamente utopistico.

Tanto per capirci, leggendo il paper che ho indicato ( mi riferisco allo schema capacitivo utilizzato per la sperimentazione) e' stato utilizzato un laser gaussiano da un kW pulsante a 25MHz e focalizzato in un punto di appena 50 micron attraverso un pezzo di Zaffiro di 4,45 cm. Il tutto per ottenere 1,04 W di potenza estratta (senza carico!!).
In seguito, per riuscire ad aumentare l'effetto, si e' focalizzando il laser in una fibra di zaffiro (intendo formata da un solo cristallo!!) di 10 metri di lunghezza e si e' estratta una potenza di 0.299 kW, raggiungendo quindi l'efficienza del 30%.
Pensando ora a riprodurre l'esperimento con la luce solare, si deve pensare che utilizzando una lente f1 da un metro di diametro si potrebbe ottenere, nel punto di concentrazione, un fascio luminoso (non gaussiano!!) con una energia di circa 1.46 x 10E7 W/m2, cioe' considerevolmente piu' bassa di quella necessaria per la saturazione della magnetizzazione ottica del materiale ( ad es. pari a 10E7 W/cm2 per il tetracloruro di carbonio). Tuttavia, come si e' sperimentato, questo valore di saturazione e' molto variabile a seconda del materiale utilizzato e puo' anche essere considerevolmente inferiore. Tornando quindi alla sperimentazione con solare, utilizzando un concentratore solare da 1 metro di diametro focalizzato su un fasciato da 1 cm di diametro di fibre di zaffiro monocristalline (ogni fibra ha un diametro inferiore a 100 micron), ciascuna della lunghezza di 10 metri, unitamente ad una circuiteria esterna composta da numerosi trasformatori (con riduzione 50/1) e diversi raddrizzatori a semiconduttore, si otterrebbe una potenza estratta di circa 29,7W, raggiungendo quindi un'efficienza vicina al 3%. Certo questi valori possono essere migliorati, ad esempio aumentando la lunghezza delle fibre impiegate e quindi il voltaggio ottenibile (con la conseguente complicazione della circuiteria necessaria) o individuando materiali con un piu' basso indice di saturazione, oppure sperimentando scenari induttivi (invece che capacitivi), eccc.
In conclusione, si tratta di risultati incoraggianti, ma come si puo' ben vedere, lontani da applicazioni immediate, almeno in ambito solare. Vedremo se le cose miglioreranno nei prossimi paper sullo schema induttivo.

In definitiva, comunque, ancora molta, ma molta, ricerca e' necessaria.

Rimaniamo in trepidante attesa.