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Quando pensiamo alla NASA, l’ente spaziale americano, subito la nostra mente corre a tecnologie futuristiche e quasi miracolose, ultimo ritrovato della scienza e della tecnica. Ed a dimostrazione che, in effetti, i ricercatori doltre oceano sono degni del loro nome, sono recentemente state pubblicate 56 innovative tecnologie brevettate, che, in questo modo, potranno essere utilizzate dall’industria senza il pagamento di royalties. Sono tutti progetti estremamente interessanti, ma tra questi, se ne possono individuare tre che in particolar modo promettono di rivoluzionare il settore delle energie rinnovabili e che andremo ad analizzare all’interno di questo articolo.


La prima grande innovazione riguarda i nanotubi in carbonio. Questa tecnologia può avere diverse applicazioni, sia nel campo della meccanica, sia in quello dell’elettricità. Nel primo caso si sfrutta l’elevato rapporto resistenza-peso dei nanotubi di carbonio per realizzare strutture più solide e leggere (ad esempio le turbine eoliche), mentre nel secondo ambito i vantaggi derivano dalle eccellenti proprietà conduttive di questi “oggetti”, che potrebbero quindi essere utilizzati come sostituti per le batterie agli ioni di litio (aumentando il numero di cicli di ricarica), o, come ipotizzato dai ricercatori del MIT, come assorbitori di calore nelle celle termofotovoltaiche, probabilmente arrivando anche a sostituire il silicio. Questo consentirebbe di assorbire una porzione più ampia dello spettro solare, aumentando l’efficienza.


I nanotubi di carbonio sono però una tecnologia già largamente conosciuta, anche se poco diffusa. Dov’è quindi la novità? La rivoluzione risiede in un nuovo metodo di produzione (tramite l’induzione di una corrente elettrica attraverso un anodo e catodo di carbonio), che renderebbe il processo estremamente economico, differentemente da quanto accade al momento.


La seconda rivoluzione riguarda direttamente il settore dell’eolico. Nelle turbine utilizzate per produrre l’elettricità, infatti, il rendimento è limitato dalla formazione di piccoli ma potenti vortici all’estremità delle lame, che causano turbolenze e rallentamenti. La NASA però, ha sviluppato un sistema di controllo dei vortici, che consiste in un lembo mobile posto sulla punta della lama, gestito da un sistema avanzato di controllo basato. Questo, basandosi su di uno specifico algoritmo, fa muovere le estremità delle lame, in modo tale da evitare la formazione delle turbolenze. Il sistema riduce enormemente il rumore, migliora l’efficienza degli impianti eolici e ne prolunga la vita.


La terza innovazione riguarda invece i pannelli solari fotovoltaici, dove uno dei problemi maggiori, come si può immaginare, risulta essere la mancanza di luce. Chiaramente l’idea della NASA non permette di produrre energia solare in assenza di sole, ma permette di incrementare notevolmente le prestazioni in caso di parziale ombreggiamento. In un classico pannello solare infatti, le singole celle sono collegate in serie, al fine di aumentare la tensione complessiva, ma se un cella rimane in ombra, le scarse performance si ripercuotono nell’intero sistema. Il metodo tradizionale per risolvere questa problematica prevede di collegare una o più celle a un diodo di bypass, che le scollega quando risultano scarsamente illuminate. In questo modo però il voltaggio complessivo diminuisce e se il numero di celle non attive è consistente, si rischia di non riuscire a prodeurre energia sufficiente.


Gli ingegneri dell’ente americano invece, hanno sviluppato un pannello fotovoltaico che integra un sistema di accumulo a film sottile. Il dispositivo di accumulo energetico è, in pratica, una piccola batteria agli ioni di litio, che viene utilizzata al posto del diodo di bypass. Quando una cella riceve luce, una piccola quantità di energia carica la batteria. Quando invece è ombreggiata la batteria sostituisce la cella, garantendo la produzione elettrica per il periodo di ombreggiamento. Attualmente la capacità di immagazzinamento è piuttosto limitata (circa 30 mAh), ma i ricercatori garantiscono scenari decisamente migliori nei prossimi anni.


Si tratta quindi di tre piccole idee, che però promettono grandi cose per il futuro. Starà ora alle aziende produttrici saper sfruttare al meglio il lavoro della NASA per proiettarci nel domani.


Ing. Alfero Daniele
Collaboratore Tecnico
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