Biomimesi ed Energia Solare: i Girasoli Offrono Nuovi Modelli per Aumentare Efficienza di Concentratori e Pannelli

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Immagine da Flickr

I girasoli dopo aver ispirato Van Gogh a dipingere i suoi capolavori sono le muse per una serie di scienziati, stanno infatti ispirando alcuni importanti studi che riguardano l’efficienza energetica dal MIT di Boston con la RWTH Aachen University, alla University of Wisconsin-Madison.

Energia Solare Concentrata: Come Massimizzare l’Esposizione di un Impianto

La ricerca del MIT in partnership con la RWTH Aachen University tedesca stanno sviluppando degli importanti modelli per aumentare l’efficienza energetica negli impianti a concentrazione solare. Lo studio dimostra infatti come utilizzando il modello suggerito dai girasoli, sia possibile diminuire lo spazio a terra dell’impianto CSP fino al 16%. Tutto questo è possibile organizzando gli specchi, sul pannello a concentrazione solare, a spirale.

Un impianto a concentrazione solare utilizza specchi e lenti per sfruttare e concentrare il calore del solare su una piccola area da cui viene poi ricavato vapore che aziona potenti turbine per generare elettricità. Esistono ad oggi diverse tecnologie che permettono di concentrare al meglio la luce sulla piccola torre che contiene il liquido. La terra disponibile e le ombre sono gli ostacoli principali per un impianto a concentrazione solare. Generalmente gli impianti CSP hanno specchi disposti intorno ad una torre centrale a cerchi concentrici, sfalsati tra loro in modo tale che non si creino ombreggiature tali da ridurre sensibilmente l’efficienza.

I ricercatori del MIT modificando la disposizione degli specchi copiando il modello offerto dai girasoli sono stati in grado di ridurre teoricamente l’uso di terra del 16%. Osservando infatti un girasole è possibile notare come i fiori interni siano disposti in un percorso a spirale con un angolo tra il fiore ed il successivo di 137,51°. Il risultato è la classica sequenza di Fibonacci, diffusissima in natura e soprattutto in botanica. I ricercatori hanno copiato il modello e hanno inclinato gli specchi di 137° rispetto ai successivi, ricavando più spazio e più efficienza energetica.

Fotovoltaico: Aumentarne l’Efficienza Energetica

Pubblicato su Advanced Functional Materials di agosto, lo studio del professore Hongrui Jiang sfrutta il modello offerto in natura dai girasoli per creare nanotubi in carbonio combinati ad un materiale sensibile al calore chiamato elastomero liquido cristallino (LCE) in modo tale da poter guidare i pungoli continuamente in direzione del sole. Il risultato è un aumento dell’efficienza di cattura della luce del 10% oltre a diminuire il risparmio eliminando di fatto motori e componenti elettronici.