Ti sei mai chiesto come funziona un pannello fotovoltaico? Intendiamoci, c’è questo oggetto nero e piatto che, una volta esposto alla luce del sole, produce energia elettrica. Ma come fa?
Un passo alla volta
Prima di svelare il mistero, facciamo una premessa: cos’è un pannello fotovoltaico e a cosa serve. Non serve una grande conoscenza per capire di cosa si tratta e qual è la sua utilità, quindi saremo brevi e concisi.
Un pannello fotovoltaico è un dispositivo che trasforma la luce del sole in elettricità, e non c’è magia dietro! È composto da molte celle solari che sono fatte principalmente di silicio, un metalloide. Questo non significa che il silicio indossi abiti neri con le borchie, ma che ha alcune proprietà simili a quelle dei metalli, senza però essere un vero e proprio metallo.
Praticamente un metallo che non ha fatto tutti i compiti a casa.
Come funziona?
Tanto tempo fa, in un’università lontana lontana, un giovane di nome Albert studiò un fenomeno quantistico chiamato “effetto fotoelettrico”. Scoprì che un metallo, se colpito da una radiazione elettromagnetica con una frequenza superiore a un certo valore caratteristico per quel tipo di metallo, chiamato “soglia fotoelettrica”, rilascia elettroni.
Il tutto partendo dall’ipotesi che la radiazione elettromagnetica fosse formata da piccoli “pacchetti” di energia che più tardi sarebbero stati chiamati prima quanti, poi fotoni.
Tradotto per i comuni mortali che non hanno conseguito un dottorato in fisica quantistica, la luce del sole è composta da pacchetti di energia chiamati fotoni, che si propagano nello spazio. Quando questi fotoni colpiscono un certo materiale a certe condizioni, come quello utilizzato nei pannelli fotovoltaici, questo materiale riesce a cedere l’energia dei fotoni agli elettroni presenti nel materiale stesso. Se l’energia trasferita è sufficiente, gli elettroni si liberano e si muovono all’interno del materiale e generano energia elettrica.
Questo meccanismo è l’ingrediente segreto della ricetta per la creazione dei pannelli fotovoltaici. Pazzesco, vero?
Ah… se siete curiosi di sapere che fine ha fatto Albert, beh dovete sapere che questo ragazzo diventò piuttosto forte in fisica e arrivò a vincere anche il Premio Nobel, qualche anno più tardi.
Come si è arrivati al fotovoltaico e gli sviluppi futuri
La storia del fotovoltaico inizia nel 1839, quando il fisico francese Edmond Becquerel scoprì che alcune sostanze producevano elettricità se esposte alla luce solare. Nel 1876, William Grylls Adams e Richard Day scoprirono che il selenio generava corrente elettrica sotto illuminazione. Ma il vero punto di svolta arrivò nel 1954, quando i ricercatori della Bell Laboratories, Calvin Fuller, Daryl Chapin e Gerald Pearson, svilupparono la prima cella solare al silicio, molto più efficiente delle precedenti.
Negli anni ’60, la NASA decise di sfruttare questa tecnologia per alimentare i satelliti, dimostrando la sua affidabilità anche nello spazio. Da allora, l’efficienza e i costi dei pannelli solari sono migliorati notevolmente, rendendo il fotovoltaico una delle fonti di energia rinnovabile più promettenti e accessibili.
Guardando al futuro, la ricerca si concentra su tecnologie emergenti come le celle solari organiche e perovskite, che promettono di essere più economiche e flessibili rispetto alle celle al silicio tradizionali.
In conclusione, perché è importante il fotovoltaico?
Beh, innanzitutto, produce energia pulita, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e diminuendo le emissioni di gas serra, che sono la causa principale del cambiamento climatico. Inoltre, è una fonte di energia rinnovabile e inesauribile perché sfrutta la luce solare, disponibile in abbondanza in gran parte del mondo. I pannelli fotovoltaici contribuiscono anche alla sicurezza energetica, permettendo di decentralizzare la produzione di energia, riducendo la vulnerabilità della rete elettrica e le interruzioni nelle forniture.
Adottare il fotovoltaico è un passo audace verso la salvaguardia del nostro pianeta e un miglioramento tangibile della qualità della vita. Non è solo pura scienza, ma una scintilla di speranza concreta per un futuro luminoso e sostenibile.
