Negli ultimi decenni, la tecnologia solare fotovoltaica (PV) ha subito un’evoluzione rivoluzionaria, trasformandosi da tecnologia di nicchia a attore principale nel panorama energetico globale. Il viaggio del solare fotovoltaico può essere fatto risalire alla nascita della prima cella solare pratica da parte dei Bell Labs nel 1954. Questa svolta segnò l’inizio di un’incessante ricerca di miglioramenti dell’efficienza e riduzioni dei costi.
Uno sviluppo fondamentale nell’evoluzione del solare fotovoltaico è l’avvento delle celle solari a film sottile. A differenza delle tradizionali celle solari in silicio cristallino, la tecnologia a film sottile utilizza materiali come tellururo di cadmio (CdTe) e seleniuro di rame indio gallio (CIGS). Questi materiali consentono una maggiore flessibilità nella progettazione e riducono significativamente i costi di produzione. Aziende come First Solar hanno implementato con successo la tecnologia a film sottile, contribuendo alla diversificazione delle opzioni dei pannelli solari e rendendo l’energia solare più accessibile a livello globale.
Inoltre, i progressi nella scienza dei materiali, in particolare nel campo delle celle solari alla perovskite, hanno attirato l’attenzione per il loro potenziale di rivoluzionare il settore. Le celle di perovskite offrono la prospettiva di una maggiore efficienza e di costi di produzione inferiori. Ricercatori e aziende stanno lavorando attivamente per affrontare i problemi di stabilità, con l’obiettivo di commercializzare le celle solari in perovskite su larga scala.
2.L'impatto ambientale ed economico dei sistemi solari fotovoltaici
L’adozione dei sistemi solari fotovoltaici non solo ha inaugurato una nuova era di energia pulita, ma si è anche posizionata come catalizzatore di cambiamenti ambientali ed economici positivi. I benefici ambientali sono esemplificati dalla riduzione delle emissioni di gas serra. Ad esempio, la Germania, pioniera nell’adozione dell’energia solare, ha ridotto significativamente la propria impronta di carbonio integrando l’energia solare nel suo mix energetico. Questa riduzione è attribuita alla sostituzione dell’elettricità generata da combustibili fossili con l’energia solare.
Inoltre, gli impatti economici positivi del solare fotovoltaico sono molteplici. L’industria solare è diventata un importante datore di lavoro, con opportunità di lavoro che spaziano dalla ricerca e sviluppo, alla produzione, all’installazione e alla manutenzione. Negli Stati Uniti, la forza lavoro solare ha registrato una crescita impressionante, superando i 230.000 posti di lavoro nel 2020. Mentre i governi incentivano i progetti di energia rinnovabile, le economie locali vengono stimolate, creando un effetto a catena che si estende oltre il settore solare.
Un altro aspetto economico è il potenziale per la produzione energetica decentralizzata. I sistemi solari fotovoltaici consentono ai singoli proprietari di case e alle aziende di generare la propria elettricità, riducendo la dipendenza dalle reti elettriche centralizzate. Questa decentralizzazione migliora la sicurezza energetica e la resilienza, in particolare nelle regioni soggette a guasti della rete o disastri naturali.
Sebbene la traiettoria del solare fotovoltaico sia indubbiamente positiva, persistono sfide sul percorso verso una soluzione energetica pienamente sostenibile e integrata. L’intermittenza, una caratteristica dell’energia solare dovuta alle variazioni della luce solare, è stata una delle principali preoccupazioni. Tuttavia, i progressi nelle tecnologie di stoccaggio dell’energia, come le batterie agli ioni di litio, stanno mitigando questa sfida. Il Powerwall di Tesla, ad esempio, consente ai proprietari di casa di immagazzinare l'energia solare in eccesso da utilizzare durante i periodi di scarsa luce solare, fornendo un'alimentazione elettrica continua.
Sono state sollevate anche preoccupazioni ambientali legate ai processi di produzione dei pannelli solari. La produzione delle tradizionali celle solari al silicio comporta processi ad alta intensità energetica e l’uso di materiali potenzialmente pericolosi. Aziende come Qidong Shenya Industry Co., Ltd. stanno affrontando questo problema implementando pratiche di produzione sostenibili, come l’utilizzo di energia rinnovabile nella produzione e il riciclaggio di materiali per ridurre al minimo l’impatto ambientale della produzione di pannelli solari.
Guardando al futuro, le tecnologie emergenti offrono interessanti possibilità per il futuro del solare fotovoltaico. I pannelli solari trasparenti, ad esempio, possono essere integrati in finestre e facciate, trasformando le superfici quotidiane in risorse per la produzione di energia. Inoltre, i progressi nei sistemi di inseguimento solare migliorano la cattura di energia orientando i pannelli solari in modo che seguano il percorso del sole durante il giorno. Tali innovazioni promettono di aumentare ulteriormente l’efficienza e la fattibilità dei sistemi solari fotovoltaici.
