La crescente attenzione nei confronti delle tematiche ambientali degli ultimi anni, e la volontà di voler investire fortemente nelle energie rinnovabili, hanno fatto sì che i pannelli fotovoltaici diventassero uno dei punti su cui concentrarsi nei prossimi anni. Molti Paesi cercano da qualche tempo di ridurre l’utilizzo delle risorse energetiche inquinanti, mirando a soluzioni più green, e tra la nazione che stanno maggiormente investendo in fonti rinnovabili rientra anche l’Italia, supportata dalle sue caratteristiche morfologiche che ne favoriscono l’installazione. Lo sfruttamento dell’energia solare nel Belpaese si pone attualmente al secondo posto, dietro a quella idroelettrica.
Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima
L’Unione Europea ha fissato come obiettivo per il 2030 quello di far salire le fonti rinnovabili al 32% totale dei consumi energetici. L’Italia, per raggiungere lo scopo, ha deciso di puntare sul solare per due motivi: le eccellenze produttive presenti nel Paese e l’ottimo clima soleggiato di cui gode la penisola. Dopo una fase di crescita, i pannelli fotovoltaici hanno subito una fase di stallo, per cui si rende necessaria una nuova strategia per dar loro slancio, puntando a raggiungere nel 2030 una produzione di energia elettrica generata dagli impianti fotovoltaici pari a 70 TWh. Tale risultato sarà realizzabile investendo nelle installazioni a un ritmo di 3 GW all’anno, sette volte in più della media attuale.
Fondamentali per la riuscita del progetto saranno anche gli interventi di repowering e revamping dei siti già in uso, così come lo snellimento dei procedimenti burocratici per approvare le procedure relative agli interventi di manutenzione e ammodernamento tecnologico di questi impianti.
L’impatto del fotovoltaico sull’ambiente
La rapida crescita che si avrà in tutto il mondo degli impianti fotovoltaici implicherà la presenza di alcune problematiche in merito al loro smaltimento. Per quanto l’energia prodotta sia rinnovabile, l’aumento vertiginoso di pannelli solari farà sorgere domande sulla gestione degli impianti una volta che avranno terminato il loro ciclo di vita, che attualmente è pari a 25 anni.
Riciclare i materiali che compongono i pannelli fotovoltaici è possibile, ma le operazioni per farlo sono ancora costose e complicate, facendo accrescere i timori per un possibile boom degli impianti intorno al 2030, il quale richiederebbe una filiera di smaltimento idonea ad affrontare la quantità crescente di scarti. Una soluzione potrebbe essere classificare i moduli fotovoltaici in relazione alle componenti tossiche presenti, così da condurre in maniera ottimale le fasi di riciclo. Parallelamente, attraverso la ricerca e lo sviluppo tecnologico, si vogliono eliminare le ridotte quantità di materiali tossici presenti ancora nei pannelli solari, nocivi sia per l’uomo che per l’ambiente, quali piombo, selenio e cromo. Tra le aziende che si muoveranno in prima linea verso un futuro innovativo c’è Kennew, sostenitrice di un’efficiente utilizzo delle fonti rinnovabili.
Come ogni attività produttiva che si rispetti, quella degli impianti fotovoltaici genera dei rifiuti, per quanto la sostenibilità resti una delle loro caratteristiche principali.
La fase più inquinante rimane comunque la produzione dei pannelli: in questo processo si fa uso di sostanze tossiche o esplosive che, in casi di guasti degli impianti, causerebbero danni locali all’ambiente.
Durante l’utilizzo il fotovoltaico non presente particolari criticità, se non quella relativa all’impatto paesaggistico. Per scongiurare tale rischio, si cerca di integrare i pannelli negli edifici di nuova costruzione, oppure di sfruttare aree dismesse come capannoni o pensiline.
Quali saranno i materiali all’avanguardia
La riduzione dell’impatto ambientale generato dall’incremento degli impianti fotovoltaici passa anche attraverso lo studio di nuovi materiali. A spopolare nei prossimi anni pare che saranno le celle ultra sottili composte da tungsteno e selenio, estremamente flessibili e semi trasparenti, che possono essere attraversati dal 95% della luce, consentendo di trasformare 1/10 del restante 5% in energia elettrica. La trasparenza del tungsteno potrebbe rappresentare un punto di forza per l’installazione di celle solari trasparenti su facciate di vetro, che adempieranno così a un doppio scopo: far entrare la luce nella stanze e produrre allo stesso tempo elettricità.
Tra le soluzioni all’avanguardia spiccano i pannelli solari multistrato, ottenuti mediante la sovrapposizione di materiali innovativi oltre al tradizionale silicio. Combinando per esempio il fosfuro di arseniuro di gallio col silicio, si riusciranno a far lavorare efficacemente entrambi i materiali, esaltando i loro punti di forza: il silicio eccelle nella conversione dell’energia dalla parte infrarossa dello spettro solare, mentre il fosfuro di arseniuro assorbe vigorosamente la luce come il silicio, ma generando meno calore di scarto rispetto a quest’ultimo.
A integrare gli impianti solari esistenti potranno esserci in futuro i pannelli composti da celle termoradiative, in grado di produrre energia elettrica anche di notte. Questo nuovo dispositivo per funzionare si servirà delle leggi termodinamiche, secondo cui un oggetto caldo rispetto all’ambiente circostante irradia calore. Quindi l’energia elettrica verrà prodotta dalle celle irradiando calore nell’ambiente circostante. Il materiale attualmente più congeniale per sfruttare l’efficienza dell’impianto paiono essere le leghe di mercurio, capaci di catturare la luce a una lunghezza d’onda molto lunga.