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Termofotovoltaica, un’alternativa promettente per la sostenibilità

La termofotovoltaica (TPV) rappresenta una delle frontiere più promettenti della sostenibilità, sfruttando tecnologie che convertono il calore in energia elettrica. Questo sistema non si limita ai tradizionali impianti solari: le fonti di calore possono includere reazioni chimiche, come la combustione di gas naturale o idrogeno, processi nucleari o persino resistenze elettriche e dispositivi a induzione. In particolare, il calore generato da processi industriali inquinanti potrebbe essere riutilizzato per produrre energia pulita, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale.

 

La TPV è davvero la soluzione che stavamo aspettando?

Il funzionamento del sistema TPV si basa su un assorbitore/emettitore riscaldato a temperature tra i 1.300 e i 2.500 K, che converte il calore in luce infrarossa. Una parte di questa luce viene quindi filtrata e diretta verso celle fotovoltaiche, simili a quelle dei pannelli solari, che la trasformano in elettricità. Questo processo permette al TPV di offrire una densità di potenza elevata, generando molta energia in spazi contenuti e con costi operativi ridotti. Il sistema è privo di parti mobili, il che lo rende particolarmente affidabile e semplice da mantenere, oltre che compatibile

con diverse fonti di calore, incluse quelle di scarto.

Uno degli aspetti più interessanti della termofotovoltaica è la possibilità di accumulare elettricità sotto forma di calore, noto come accumulo di energia elettrotermica (ETES). Tesla, ad esempio, ha ipotizzato che le batterie termiche potrebbero contribuire a soddisfare il fabbisogno energetico globale per i trasporti, combinandosi con fonti rinnovabili e altre forme di stoccaggio energetico. ETES potrebbe anche svolgere un ruolo chiave nella decarbonizzazione industriale, riducendo il consumo di gas fino al 40% e le emissioni di gas serra globali di circa il 14%.

La ricerca sul TPV è in pieno sviluppo. Recenti studi indicano che l’apprendimento automatico potrebbe migliorare l’efficienza di queste tecnologie, ottimizzando le celle per una migliore risposta spettrale. Tra le analisi più rilevanti vi è quella dell’Iowa State University, che fornisce una valutazione tecnico-economica e analizza le incertezze di questa tecnologia emergente. Nonostante i risultati promettenti, il TPV resta per ora una potenzialità in attesa di essere concretamente applicata su larga scala.

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Pubblicato da
Margherita Zichella