Si deve alla grande fisica dell’800 e del ‘900 la scoperta dell’effetto fotovoltaico ed il conseguente sviluppo delle tecnologie che ci hanno donato la capacità di catturare la luce del Sole e trasformarla nell’energia elettrica che accende la nostra vita quotidiana.
Al giorno d’oggi consideriamo naturale il gesto di premere un interruttore e far funzionare il Mondo, ma non era così nel 1839 quando il fisico francese Antoine Cesar Becquerel osservò che, esponendo gli elettrodi alla radiazione solare, la corrente in una soluzione elettrolitica aumentava. Da quel momento molti studi furono effettuati sul misterioso effetto che nel frattempo veniva chiamato fotovoltaico in omaggio al nostro chimico fisico Alessandro Volta. Si iniziarono a costruire celle al selenio con cui fu assemblato il primo pannello che convertiva l’1% dell’energia luminosa in elettricità. In seguito, mentre Albert Einstein nel 1909 spiegava il fenomeno fotovoltaico nella sua tesi sull’effetto fotoelettrico, lo sviluppo dei dispositivi a semiconduttore progrediva, portando nel 1954 a costruire la prima cella solare al silicio che apriva la strada ai pannelli fotovoltaici come li conosciamo oggi. L’uomo aveva unito l’infinitamente piccolo delle bande elettroniche con l’infinitamente grande del Sole per produrre energia elettrica pulita.
Le prime applicazioni dei moduli fotovoltaici sono state le missioni spaziali per l’alimentazione dei satelliti in orbita, ma già a partire dalla fine degli anni ’60 l’energia del Sole è stata portata alle nostre case ed alle industrie grazie alla maturazione della tecnologia che ha migliorato l’efficienza e ridotto i costi di produzione dei pannelli.
In Italia risultano installati 1,6 milioni di impianti fotovoltaici per una capacità complessiva di oltre 30 GW realizzata nel corso degli ultimi 20 anni di pari passo con l’evoluzione del quadro normativo che ha disciplinato le procedure autorizzative ed il regime tariffario. La modularità dei pannelli ha consentito un’ampia flessibilità nella configurazione dei progetti, dimensionabili a seconda delle esigenze dall’autoconsumo domestico di pochi kW fino all’utility scale multi MW delle installazioni a terra. Recentemente, il fotovoltaico è rientrato nei progetti di Hydrogen Valley finanziati dalle Regioni per la realizzazione di idrogeno verde prodotto con energia rinnovabile.
Le società elettriche impegnate nello sviluppo, la realizzazione e la gestione degli impianti fotovoltaici necessitano di molte professionalità per gli studi di impatto ambientale, le simulazioni di producibilità e la gestione manageriale dei progetti. In questi ambiti i chimici ed i fisici possono esprimere capacità e competenze di alto livello che risultano generalmente apprezzate sul mercato.
Nel campo della ricerca e sviluppo c’è molto lavoro per i nostri laureati, chiamati a sostenere la sfida di un nuovo salto di qualità nella prestazione delle celle fotovoltaiche. Malgrado gli sforzi degli ultimi decenni, infatti, la tecnologia non è ancora riuscita a superare la soglia di efficienza del 25% ottenuta ad oggi con le migliori celle ad etero giunzione HJT prodotte da ENEL nella prestigiosa Etna Valley. Un po’ di orgoglio nazionale non guasta in un mercato largamente dominato dall’industria cinese.
Se è vero che molti esperti del settore sono rassegnati all’idea di perdere 75 kWh ogni 100 kWh regalatici dalla nostra Stella, è altrettanto vero che la Scienza è fatta per abbattere i muri e superare i confini. Per questo motivo, ci piace pensare che margini di miglioramento siano possibili, magari anche questa volta grazie all’amata meccanica quantistica, la stessa che 100 anni fa ispirò Einstein con i suoi fotoni.
Chi vi scrive è ancora scottato dalla delusione della fusione fredda di quel lontano marzo 1989, quando sembrava che dovesse cadere il muro dell’incomunicabilità tra i nuclei ed invece cadde solo, pochi mesi dopo, il muro di incomunicabilità tra i popoli.
Eppure ci lasciamo ancora cullare dal sogno di un’energia pulita abbondante e disponibile per tutti, e se Il Santo Val Kilmer ha rubato la ricetta della fusione fredda ad una bellissima Elisabeth Shue, allora voltiamo pagina e riponiamo nuova speranza nelle ricerche dei due fisici americani Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma, autori del lavoro su un innovativo materiale quantistico con assorbimento solare medio dell’80% che promette di rivoluzionare il settore del fotovoltaico.
Dott. Fis. Salvatore Grasso
