“Puoi averla in qualsiasi colore desideri, purché sia nero”. Con questa iconica frase Henry Ford lanciò sul mercato la leggendaria Ford Model T, che segnò l’inizio dell’era dell’automobile come bene di consumo di massa. Cento anni dopo, sembra che lo stesso aforisma si possa applicare anche ai pannelli fotovoltaici. Perché i moduli sono tutti neri o al massimo blu scuro? E dovrà essere così per sempre, o un futuro a colori ci attende?
Blu o nero: non è una scelta di stile
La prima cosa da capire è perché i pannelli siano blu scuro e neri. Il motivo non è sicuramente una scelta estetica, ma piuttosto funzionale. Questi due colori sono quelli che il silicio assume naturalmente durante il processo di produzione del pannello. Anzi, osservando la colorazione si possono ricavare molte informazioni sulla qualità di silicio utilizzata e dunque sulle prestazioni. Per approfondire il ruolo di questo materiale nell’effetto fotovoltaico, leggi l’articolo “Effetto fotovoltaico: la più grande storia d’amore nel mondo dell’energia”.
I pannelli neri sono formati da silicio monocristallino. Significa che l’intero pannello è formato da un unico reticolo di atomi, che senza interruzioni si estende in tutto lo spazio formando un unico cristallo di silicio. Questo tipo di struttura è praticamente inesistente in natura: deve essere costruita durante il processo di produzione, tramite tecniche molto macchinose. Questa grande complessità viene ripagata da un aumento notevole delle prestazioni. I pannelli a silicio monocristallino riescono ad assorbire più luce rispetto agli altri. E sapete qual è il colore derivante dall’assorbimento completo della luce? Il non colore per eccellenza: il nero.
I pannelli blu sono formati da silicio policristallino. Al contrario di prima, la struttura policristallina non è tutta uniforme lungo la struttura ma è formata da tante zone, chiamate per l’appunto cristalli, ognuna con un’orientazione molecolare differente. Per comprendere meglio la struttura, potete immaginarla come una piastrella di granito, ricca di grani dalle forme e colori più disparati. I contorni dei cristalli si chiamano bordi di grano ed ostacolano l’assorbimento luminoso. Dunque, questa struttura non riesce ad assorbire completamente la luce ed appare di un colore più chiaro del nero: il blu. Ovviamente non esiste solo una tonalità: più il pannello è scuro più le sue prestazioni aumentano, perché subisce meno perdite causa bordi di grano. Visto che produrre un pannello in silicio policristallino è molto meno complesso rispetto ad uno monocristallino (e costa anche decisamente meno), la maggior parte dei moduli fotovoltaici più vecchi sfoggia il caratteristico colore blu.
I primi colori: pannelli rossi
Se il colore è dettato dalla struttura atomica del silicio, sembra logico pensare che non ci sia modo di alterarlo, visto che cambiare materiale non è ancora un’opzione conveniente (anche se la ricerca sta spingendo in questa direzione, ma questa è un’altra storia). In realtà non è così.
I modi più semplici per cambiare tonalità sono inserire un rivestimento colorato oppure colorare il vetro che riveste i pannelli, come se fossero delle lenti colorate per occhiali da sole. Purtroppo, così facendo si riduce drasticamente la quantità di luce utilizzabile dalla cella fotovoltaica. I nostri occhi percepiscono un colore quando la radiazione solare della lunghezza d’onda ad esso associato viene riflessa verso di noi, invece di essere assorbita dal materiale stesso. Questo può portare a una riduzione di efficienza del pannello fino al 45%. Visto che il punto di partenza per la tecnologia migliore (silicio policristallino) si aggira ad oggi intorno al 24%, non è un risultato affatto accettabile. A meno che il cambio di colore sia l’unico modo per permettere l’installazione del pannello, altrimenti negata se fosse di colore blu…
I pannelli non sono razzisti, non si discriminano tra loro per il colore. Ma la legge invece spesso sì, soprattutto se entra in campo un problema che noi italiani conosciamo fin troppo bene: la preservazione del patrimonio culturale.
Quando si richiedono i permessi per installare un impianto fotovoltaico su un edificio, si deve dimostrare che questa azione non abbia un impatto visivo sgradevole per il paesaggio circostante. Il nostro bel paese è famoso in tutto il mondo per i pittoreschi borghi arroccati dai colori della pietra e dai verdeggianti paesaggi naturali: ricoprirli di pannelli blu e neri risulterebbe, senza mezze misure, un pugno in un occhio. La legislazione italiana blocca molte installazioni per preservare il patrimonio artistico del nostro paese, evitando che città come Bologna passino dall’essere soprannominate “la dotta, la grassa, la rossa” a “la dotta, la grassa, la blu” … La valorizzazione del nostro passato sembra precluderci molte porte per entrare nel futuro: siamo dunque condannati?
Come in qualunque contesa, è necessario che entrambe le parti facciano un passo indietro per incontrarsi a metà strada. La soluzione consiste nell’installare pannelli fotovoltaici rossi, più precisamente color coppo, per integrarli meglio con le coperture storiche degli edifici. La legislazione si sta attivando per promuovere questa pratica, snellendo le procedure burocratiche per l’installazione. Il problema delle perdite rimane, ma se i pannelli non venissero installati l’efficienza della produzione sarebbe dello 0%, perché non ci sarebbe alcuna produzione! Così facendo sono tutti contenti… ma si può fare di più?
Pannelli camaleontici: il caso AMOLF
E se la soluzione al problema dei colori fosse utilizzarli tutti? L’azienda olandese AMOLF sta sperimentando dei nuovi pannelli che ne vedono di tutti i colori, letteralmente. L’innovazione consiste nel ricoprire le superfici dei moduli da uno strato di nanoparticelle di silicio. È composto da tantissimi cilindretti, alti meno di un milionesimo di metro: potete immaginarlo come una minuscola moquette pelosa che ricopre il pannello. I cilindri possono variare la loro altezza per entrare in risonanza con raggi luminosi a lunghezze d’onda differenti, variando il colore della luce riflessa. Il fenomeno responsabile di questo comportamento camaleontico è lo scattering di Mie. Se almeno una volta nella vostra vita siete rimasti incantati a contemplare le sfumature nei colori delle nuvole, avete già avuto a che fare con questo fenomeno: il principio alla base è esattamente lo stesso.
I ricercatori sono riusciti a creare con successo dei pannelli fotovoltaici verdi. Ma la vera svolta si ha guardando le prestazioni: nei primi test l’efficienza è diminuita solo del 10% e con le ultime prove si è arrivati addirittura a solo il 2%! In più l’altezza dei cilindri non deve per forza essere uguale su tutta la superficie, permettendo di avere pannelli multicolore. A questo punto l’unico limite diventa la creatività personale: i moduli potrebbero diventare delle decorazioni per gli edifici, abbellendoli o addirittura trasformandoli in opere d’arte. Alla faccia di chi afferma che i pannelli fotovoltaici deturpano il paesaggio.
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