News & Eventi

La stampa 3D rappresenta la nuova frontiera dell’innovazione energetica. Scopriamo i vantaggi di una tecnologia accessibile e rivoluzionaria.

Dalla loro uscita sul mercato le stampanti 3D ne hanno fatta di strada. Dall’artigianato alla medicina, dall’arte alla musica, dall’ingegneria alla moda, le stampanti 3D hanno stuzzicato la creatività di innovatori e aziende e hanno rivoluzionato l’espressione tecnologica moderna. Grazie alla capacità di creare un oggetto tridimensionale a partire da un programma di modellazione 3D e la vastissima offerta di materiali utilizzabili, questa tecnologia si è diffusa in tutti i campi con grande entusiasmo. Tra le varie applicazioni possibili, la stampa 3D sta diventando una risorsa centrale per l’industria energetica con risvolti interessanti, soprattutto per lo sviluppo di pannelli solari dai costi ridotti e dalla migliore efficienza energetica.

Energia solare in 3D: la rivoluzione del settore

Le ricerche sull’ energia solare in 3D si sono susseguite negli anni, marcando la necessità di cambiare il sistema attuale sulle rinnovabili. La maggior parte di esse si sono concentrate sul solare, una fonte di energia continua ed inesauribile che potrebbe trasformare il panorama energetico futuro, rappresentando anche un’alternativa valida all’oltre 1 miliardo di persone che non ha accesso all’elettricità. Le sfide climatiche e la carenza di risorse energetiche inoltre, hanno accelerato il bisogno di una soluzione su larga scala di cui possano beneficiare tutti. E per rendere possibile questa strada, è necessario abbattere i costi e migliorare l’efficienza energetica. La produzione di celle solari deve essere quanto più sostenibile possibile, sia in termini economici che ambientali.

Tra gli esempi virtuosi, nel 2015 una ricerca pubblicata dall’Air Force Research Laboratory guidata dal Dr. Bag ha reso noto un approccio per poter realizzare dei film sottili di alta qualità con una stampante 3D, senza comprometterne l’efficienza energetica e contenendo i costi. Due anni più tardi, un team di ricercatori dell’Università di Newcastle in Australia ha testato dei pannelli solari flessibili, sottili e di facile applicazione, stampati con la tecnologia 3D, il cui costo si aggirava intorno ai 10 euro per metro quadro. Rivoluzionario è stato l’inchiostro solare usato come conduttore per l’energia e applicato direttamente nella fase di stampa 3D. La riduzione dei costi però non riguarda solo le celle fotovoltaiche, ma anche le strutture di supporto dei pannelli solari. Una recente ricerca del Michigan Technological University ha testato la stampante 3D per costruire delle staffe di sostegno in plastica per supportare una batteria di pannelli fotovoltaici da 1kW. Secondo lo studio, la tecnica permetterebbe di risparmiare tra l’83% e il 92% dei costi solitamente allocati per le strutture di supporto metalliche, incentivando anche l’utilizzo di plastica riciclata.

Perché l'energia solare in 3D può essere la soluzione?

Le stampanti 3D e l’ energia solare rappresentano un punto di svolta nell’era tecnologica delle energie rinnovabili. Per quanto riguarda le celle solari 3D, diversi studi hanno dimostrato che l’elevata precisione e la minore complessità costituiscono un vantaggio notevole in termini di stoccaggio energetico. Recenti studi effettuati dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno dimostrato che i pannelli solari 3D hanno un’efficienza del 20% superiore ai pannelli tradizionali, grazie ai materiali impiegati e ai design totalmente innovativi la cui scelta potrebbe ridurre i costi di un ulteriore 50%. Ad esempio, la perovskite, un minerale di biossido di titanio di calcio scoperto nel 1839 da Gustav Rose, è salito alla ribalta per le sue ottime capacità di conduzione. Secondo lo studio “Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber” dell’Istituto Italiano di Tecnologia in collaborazione con l’Università di Oxford, l’utilizzo di questo materiale consentirebbe di fabbricare celle solari ibride con un rendimento superiore al 15% rispetto a quello attuale.

La stampa 3D per il solare: l’alternativa accessibile che velocizza il processo di sviluppo

Gli studi confermano che i pannelli solari in 3D sono più economici dei pannelli tradizionali grazie alla scelta dei materiali utilizzabili sia per le celle che per i supporti. In aggiunta ai vantaggi già elencati, la versatilità della stampa 3D permette di rielaborare i progetti infinite volte prima di produrre il risultato finale. Una tecnologia accessibile, che potrebbe rivoluzionare il concetto energetico anche in vista dei traguardi fissati dall’Agenda 2030 delle Nazioni Unite.

Infatti, in un mondo globalizzato e avanzato, ancora 2.7 miliardi di persone utilizza le biomasse tradizionali per cucinare, una persona su cinque non ha accesso a moderni mezzi elettrici e annualmente il numero di decessi dovuti a inquinamento domestico supera ancora 1,5 milioni di individui.

Il settimo obiettivo si propone di “assicurare a chiunque l’accesso a sistemi di energia alla portata di tutti, affidabili, sostenibili e moderni”. È chiaro quindi che stampare pannelli solari in 3D e lavorare sulle innovazioni ad essi correlati per creare soluzioni flessibili, leggere e trasportabili può rappresentare una delle sfide più avvincenti della tecnologia moderna.

 

Fonte: http://www.green.it/

Un progetto pilota di Enea mostra come piante ed essenze vegetali coltivate su tetti, terrazzi e pareti possono contribuire a tenere sotto controllo la temperatura interna dell’abitazione, riducendo la bolletta

Abbattere del 40% il flusso termico delle abitazioni, riducendo la temperatura interna fino a 3 gradi, con l’ausilio di piante ed essenze vegetali coltivate su tetti, terrazzi e pareti esterne potrà garantire risparmi in bolletta fino al 15%. Questo è quanto provato e testato in un progetto che l’Enea sta portando avanti nel Centro Ricerche Casaccia.

Il progetto pilota

“Abbiamo realizzato una parete vegetale basata su un sistema estensivo di tetto-giardino e su una struttura autoportante posizionata a 50 cm dalla parete dell’edificio della Scuola delle Energie, dove svolgiamo corsi di formazione” afferma Carlo Alberto Campiotti del Dipartimento Unità per l’efficienza energetica. “Successivamente, spiega, abbiamo iniziato lo studio delle interazioni tra le coperture verdi, i flussi energetici, il microclima e il comfort interno, diversificando le specie vegetali”. L’Enea sottolinea che il ‘sistema di piante’ installato su pareti e tetti-terrazzi è risultato in grado di creare “un vero e proprio cuscinetto isolante intorno a case e condomìni”.

Le piante mitigano picchi di temperatura

Le piante mitigano i picchi di temperatura durante l’estate perchè catturano l’energia solare, che non colpisce direttamente la superficie dell’edificio. Il rivestimento vegetale può “dissipare attraverso l’evapotraspirazione delle piante  una grande quantità di energia termica (fino a 1 litro di acqua al giorno per metro quadrato), che altrimenti verrebbe assorbita dall’edificio e rilasciata sotto forma di calore all’interno dell’abitazione”.
Nel periodo estivo, questa soluzione, “permette di ridurre fino al 15% di energia per il raffrescamento mentre d’inverno il risparmio per il riscaldamento arriva al 10% grazie all’effetto camino tra la parete e la coltre vegetale. In pratica una ventilazione naturale che toglie umidità alle pareti esterne e riduce la dispersione termica dell’edificio”.

 

Fonte: http://energiaoltre.it/

Le emissioni di Co2 in Europa e in Italia nel 2017 sono cresciute rispetto all’anno precedente. È quanto emerge dalle stime preliminari diffuse da Eurostat sulla quantità di anidride carbonica associata al consumo di energia.

Secondo Eurostat le emissioni dello scorso anno derivanti dalla combustione di carburanti fossili sono aumentate dell’1,8% nell’Unione europea. Le emissioni di Co2, ricorda l’istituto di statistica europeo, “sono una delle principali cause del riscaldamento globale e rappresentano circa l’80% di tutte le emissioni di gas a effetto serra dell’Ue. Sono influenzate da fattori quali le condizioni climatiche, la crescita economica, l’entità della popolazione, i trasporti e le attività industriali. Va inoltre osservato che le importazioni e le esportazioni di prodotti energetici hanno un impatto sulle emissioni di CO2 nel paese in cui vengono bruciati i combustibili fossili: ad esempio, l’importazione di carbone comporta un aumento delle emissioni, mentre l’importazione di elettricità non ha alcun effetto diretto sulle emissioni nel paese importatore, in quanto vengono conteggiate nel paese esportatore in cui vengono prodotte”.

Sul podio degli aumenti Malta ed Estonia. Cali in Finlandia, Danimarca e GB. Italia +3,2%

Secondo le stime di Eurostat, le emissioni di CO2 sono aumentate nel 2017 nella maggior parte degli Stati membri dell’Ue, con il maggior aumento a Malta (+12,8%), seguita dall’Estonia (+11,3%), dalla Bulgaria (+8,3%), dalla Spagna (+7,4%) e dal Portogallo (+7,3%). In sette Stati membri si sono registrati decrementi: Finlandia (-5,9%), Danimarca (-5,8%), Regno Unito (-3,2%), Irlanda (-2,9%), Belgio (-2,4%), Lettonia (-0,7%) e Germania (-0,2%). Per l’Italia l’incremento tra il 2016 e il 2017 è stato del 3,2% mentre il peso complessivo sul totale delle emissioni a livello dell’Unione europea è del 10,7%. Molto più alto il dato per i tedeschi (23%) e il Regno Unito (11,2%). Subito sotto al podio, invece, la Francia (10%) che ha anch’essa aumentato le emissioni anno su anno del 3,2% al pari dell’Italia.

Secondo l'Agenzia UE per l'ambiente anche le auto hanno aumentato le emissioni

L’Unione europea sta cercando di attuare l’accordo di Parigi sul cambiamento climatico dopo che gli Stati Uniti hanno dichiarato che si sarebbero ritirati dall’intesa che mira a mantenere l’aumento della temperatura media del pianeta al di sotto dei 2 gradi Celsius. L’Ue mira a ridurre le emissioni di carbonio entro il 2030 del 40% rispetto ai livelli del 1990, con un calo del 60% entro il 2040. Ma mentre la crisi finanziaria del 2008 ha avuto un effetto di freno sull’attività industriale, la recente crescita economica è stata accompagnata da un aumento delle emissioni di Co2 come dimostrano anche i dati preliminari dell’Agenzia europea per l’ambiente sulle emissioni delle auto pubblicato a fine aprile: nel 2017, nonostante gli sforzi per migliorare il rendimento energetico delle nuove vetture, in media si sono emessi 0,4 grammi di Co2 in più per chilometro rispetto al 2016, raggiungendo i 118,5 g/km. Dal 2010, anno in cui è stato avviato il monitoraggio, le emissioni ufficiali sono diminuite di 22 g CO2/km (16%). Per raggiungere l’obiettivo del 2021 di 95 g CO2/km, i costruttori dovranno quindi realizzare ulteriori miglioramenti.

 

Fonte: http://energiaoltre.it/

AS Newsletter Banner 

E' disponibile per il download la Newsletter AS Solar: le notizie più importanti dal mondo dell'energia, dell'ambiente e dello sviluppo sostenibile relative al mese di Aprile 2018.

 

Per scaricare la Newsletter AS Solar Aprile 2018 clicca QUI.

Le celle solari organiche passano alla multigiunzione per raggiungere un’efficienza del 15% e un durata di oltre 20 anni

Le celle solari tandem sono uno degli strumenti più efficaci per aumentare l’efficienza di conversione dell’energia solare. Nel fotovoltaico multigiunzione, infatti, due o più sottocelle vengono impilate per riuscire coprire adeguatamente lo spettro solare e non sprecare dunque neppure un fotone incidente. Un progresso che fino a ieri non ha incluso le celle solari organiche. Per questa nicchia tecnologica, da sempre molto lontana dalle efficienze del fotovoltaico tradizionale in silicio, la multigiunzione è stata a lungo un’opzione limitata: mancavano sub celle organiche in grado di assorbire ad alta efficienza l’energia solare vicino all’infrarosso all’interno della struttura. Ma il settore non ha mai smesso di cercare un modo per ritagliarsi un’ampia fetta nel mercato mondiale, forte delle sue innegabili qualità: bassi costi e facile integrazione.

Oggi, tuttavia, un gruppo di ricercatori dell’Università del Michigan è riuscito a compiere quel passo in più realizzando delle celle solari organiche tandem con un rendimento del 15%. “Il fotovoltaico organico può potenzialmente ridurre il costo totale del sistema fotovoltaico, rendendo l’energia solare una fonte di energia pulita veramente onnipresente”, spiegano gli ingegneri che hanno lavorato sul nuovo solare organico multigiunzione.

Nel prototipo realizzato, gli scienziati hanno impilato due celle solari organiche, una capace di assorbire la luce dallo spettro visibile a partire da 350 nanometri in lunghezza d’onda e un’altra capace di assorbire la luce del vicino infrarosso fino a 950 nanometri in lunghezza d’onda. “Da sole, le celle raggiungono un’efficienza dal 10 all’11 percento”, ha affermato Xiaozhou Che, primo autore dello studio pubblicato su Nature. “Quando le impiliamo insieme, aumentiamo l’assorbimento della luce e l’efficienza migliora fino al 15 percento con un rivestimento antiriflesso”.

L’impilamento delle celle ha richiesto una svolta nel processo di realizzazione, tradizionalmente affidato alla deposizione tramite vapore. Il team ha sviluppato strati d’interconnessione che impediscono il danneggiamento della prima unità e consentono comunque il passaggio di cariche elettriche. Nonostante il valore costituisca un record, il team crede di poter spingere i propri progressi ancora più in avanti. “Possiamo migliorare l’assorbimento della luce per aumentare la corrente elettrica e ridurre al minimo la perdita di energia per aumentare la tensione”, ha aggiunto Che. “Sulla base dei calcoli, è prevista un’efficienza del 18% nel prossimo futuro per questo tipo di dispositivo multigiunzione.”

 

Fonte: http://www.e-gazette.it/

Cerca