Anche il presidente Obama è interessato alla tecnologia solare. Immagina quanto sarebbe interessato a una tecnologia solare di nuova generazione più piccola, più economico ed efficiente. Guarda altre foto di scienze verdi. AP Photo/Gerald Herbert Sembra che ogni giorno sentiamo parlare di una nuova tecnologia che potrebbe fornire la prossima generazione di pulito, potere verde. Che si tratti di alghe, vento, biomassa, geotermico o qualche miglioramento su una tecnologia esistente, i presunti salvatori sono sempre dietro l'angolo. In questo paesaggio irto, accedere nano fiocchi -- una nanostruttura a semiconduttore che potrebbe indicare la strada per la prossima generazione di produzione di energia da celle solari.
I nano fiocchi sono opera del Dr. Martin Aagesen, ricercatore presso l'Università di Copenaghen. Nel 2007, Aagesen ha affermato di aver "scoperto una perfetta struttura cristallina" che potrebbe consentire la raccolta del 30 percento dell'energia solare diretta su una superficie [fonte:Science Daily].
Attualmente, pannelli solari, nella migliore delle ipotesi, sono in grado di convertire solo circa il 15-20 percento della luce solare in energia [fonte:Science Daily]. Tale inefficienza contribuisce al costo relativamente elevato della produzione di energia solare rispetto ad altre forme di energia più sporche come il carbone. È necessario utilizzare più pannelli solari (e più silicio utilizzato nella produzione di pannelli e più spazio occupato da matrici di pannelli) per raccogliere una quantità equivalente di energia.
Aagesen ha fondato una società chiamata SunFlake per sviluppare prodotti basati sulla sua scoperta. Promette che l'efficienza delle celle solari aumenterà perché l'energia avrà distanze più brevi da percorrere all'interno della cella e che i suoi pannelli saranno più economici utilizzando meno silicio.
La sua tecnologia nano fiocco si distingue per le sue promesse di maggiore efficienza ma anche per la sua struttura. Il silicio che è disposto in una struttura cristallina pura normalmente non conduce bene l'elettricità. Ecco perché la maggior parte dei pannelli solari a base di silicio ha impurità incorporate, per consentire agli elettroni di muoversi e riempire gli spazi vuoti, creando un campo elettrico. (Per maggiori dettagli sulla struttura di un pannello solare tradizionale, leggi Come funzionano le celle solari.)
Ma mentre la scoperta di Aagesen ha ricevuto una breve raffica di pubblicità nel 2007, ci sono alcuni scettici. Per uno, la tecnologia è molto in una fase di prototipo, e se ne è sentito parlare poco dal suo annuncio iniziale. Come ha sottolineato un commentatore, Aagesen ha prodotto un collettore di luce altamente efficiente, non un pannello solare completamente funzionante che converte i fotoni di luce in elettroni in movimento (in altre parole, all'energia) [fonte:Westenhaus]. Ha ancora molta strada da fare prima di creare una frontiera sanguinante, pannello solare funzionante.
Un ingegnere tiene un foglio di celle solari a film sottile presso il National Renewable Energy Laboratory di Golden, Colo. Grazie al prezzo relativamente basso e all'adattabilità, i pannelli solari a film sottile hanno rapidamente dominato il mercato statunitense negli ultimi due anni. John Moore/Getty Images Rendere l'energia solare onnipresente dipende in gran parte dai costi. Finché i combustibili fossili, nucleare, l'idroelettrico e altri mezzi di produzione di energia sono più economici, le forze di mercato impongono che saranno i più popolari. Alcuni esperti sostengono che $ 1 per watt di produzione di energia è il proverbiale punto di svolta per l'energia solare, e rimane una pietra miliare molto discussa per i produttori di energia solare [fonte:Hutchinson]. Nel febbraio 2009, una società chiamata First Solar ha annunciato di aver superato la decantata soglia di $ 1 per watt. Ma ci sono ancora molte barriere sulla strada, compresi i costi di estrazione associati al tellururo di cadmio, il materiale che First Solar utilizza nei suoi pannelli, invece del silicio.
Diverse aziende hanno gareggiato per annunciarsi come leader nell'efficienza delle celle solari, un fattore chiave per abbattere i costi. Nel giugno 2007, Sanyo ha annunciato un prototipo di cella solare a base di silicio con un'efficienza del 22% [fonte:Gizmag]. Ma sei mesi prima, Spectrolab ha raggiunto il 40,7% di efficienza con la sua cella solare [fonte:Gizmag]. Tali traguardi vengono spesso raggiunti con prototipi in condizioni ideali.
Altre società, come soluzioni per il riscaldamento globale, hanno commercializzato rivestimenti speciali che mirano a migliorare l'efficienza delle celle solari esistenti, o sostenere l'uso di concentratori, specchi e altri dispositivi per concentrare la luce solare su un pannello solare.
Oltre a ridurre i costi, l'adozione del solare su larga scala può anche dipendere dalla ricerca di modi innovativi per utilizzare la tecnologia. Enormi pannelli solari - come quello pianificato per la Ivanpah Valley nel deserto del Mojave che userebbe 318, 000 specchi - pongono rischi ambientali, poiché richiedono vasti tratti di macchia e deserti che supportano la fauna selvatica e assorbono anche l'anidride carbonica. Una possibile soluzione è generazione distribuita di energia , in cui milioni di case, edifici e proprietà private hanno piccoli array di pannelli solari che raccolgono energia e vendono l'eccesso a una rete intelligente.
Man mano che il costo di forme più consolidate di tecnologia solare scende, occhio alle nanotecnologie, dai nano fiocchi ai "punti quantici, " che promette di intrappolare e convertire più energia rispetto alle tradizionali celle solari a base di silicio. Tuttavia, molte di queste presunte scoperte, compresi i nano fiocchi, potrebbe non raggiungere mai il mercato aperto e quindi non rivoluzionare mai l'energia solare.
Con quello in mente, ecco alcune altre tecnologie emergenti da cercare:
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