Chi ha inventato il pannello fotovoltaico?

Non esiste un vero e proprio inventore del pannello fotovoltaico, bensì un percorso fatto di esperimenti e tappe che hanno portato diversi scienziati a dare differenti contributi alla causa.

Pur sapendo che l’energia del Sole è stata utilizzata già dai Romani, i quali sfruttavano il vetro per trattenere la luce solare e scaldare; potremmo sintetizzare il percorso così.

La nascita della pila

Iniziamo da Alessandro Volta, il quale nel 1799 inventa la pila: un generatore capace di fornire energia elettrica in corrente continua (questa stessa energia viene prodotta dagli attuali pannelli fotovoltaici e immagazzinata nei sistemi di accumulo).

Esperimenti sull’influenza dei raggi del sole

Continuiamo, poi, con Bécquerel che, nel 1839 scopre casualmente che l’influenza dei raggi del sole causa flussi ed effetti elettrici su alcuni liquidi.

Nel 1876 gli scienziati Adams ed Evans conducono esperimenti simili su materiali solidi.

Il primo pannello

Tre anni dopo, nel 1879, l’americano Charles Fritts crea il primo rudimentale pannello solare al mondo: il selenio, esposto al sole e ricoperto da una sottilissima pellicola semitrasparente d’oro, produce elettricità. Il rendimento è dell’1-2%.

Il contributo di Einstein

Altra tappa fondamentale in questo percorso risale al 1909, quando Albert Einstein pubblica, all’interno della sua tesi sull’effetto fotoelettrico (per la quale vinse il Nobel per la Fisica nel 1921), la teoria fisica dell’effetto fotovoltaico, grazie alla quale si iniziò a definire la luce come un flusso di “pacchetti di energia”.

La prima cella fotovoltaica in Silicio: prime applicazioni pratiche

Nel 1954 Pearson, Chapin e Fuller dei Laboratori Bell creano la prima cella fotovoltaica moderna in silicio capace di generare corrente elettrica misurabile, che viene poi brevettata nel 1955.

Anche se i costi dei materiali, essendo molto alti, non permettono lo sviluppo su larga scala, aumentano le applicazioni pratiche (infatti il silicio è più reperibile ed efficiente del selenio).

Nel 1958 viene lanciato nello spazio il primo veicolo orbitante alimentato da celle fotovoltaiche: il Vanguard I che rimane in funzione fino al 1964.

Nel 1963, la giapponese Sharp sviluppa e vende i primi moduli solari fotovoltaici, mentre nel 1976 realizza la prima calcolatrice solare con cellette fotovoltaiche che ricaricano le pile del dispositivo.

Negli anni ’70, il fotovoltaico si sviluppa in USA anche a causa della crisi petrolifera che spinge a cercare fonti di energia alternativa e rinnovabile.

Il primo impianto fotovoltaico in Italia

In Italia, il primo impianto fotovoltaico, della potenza di 1 kW, viene installato nel 1979 al Passo della Mandriola, tra gli Appennini del Cesenate, ma la diffusione di questa tecnologia avviene negli anni ’90 e poi ha uno sviluppo maggiore negli anni 2000 con l’introduzione di incentivi statali.

Lo sviluppo degli impianti fotovoltaici in Italia oggi

Il 2022 ed il primo semestre del 2023 hanno visto un aumento incredibile della potenza installata in Italia. Il comparto ha, tuttavia, subito una battuta d’arresto per via dello stop agli incentivi statali, ma si confida che, seppur rallentata, la crescita sarà costante.

La crisi energetica e l’aumento delle tariffe in bolletta spingeranno sempre più italiani a virare sull’autoconsumo, inoltre non bisogna sottovalutare la crescente preoccupazione per il cambiamento climatico che sta risvegliando le coscienze e spingendo molte persone ad inserire dei cambiamenti sostanziali nella propria quotidianità.

Se ti interessa leggere report aggiornati sullo sviluppo delle energie rinnovabili in Italia, sul sito del GSE sono riportati con ordine.

Applicazioni future del fotovoltaico

La tecnologia del fotovoltaico non si ferma e ci sono numerosi studi e ricerche, alcune delle quali molto promettenti, che lasciano intravedere un futuro sempre più green.

• I pannelli solari trasparenti: da installare sulle superfici vetrate da utilizzare come finestre che producono energia elettrica.
• I pannelli stampati: ultra flessibili, ultra leggeri e decisamente più economici da produrre. Sarà necessario capire se potranno essere riciclati opportunamente.
• I pannelli a Perovskite: con una elevata efficienza di conversione della luce in potenza elettrica, facili da produrre e rendere sottili e flessibili, economici. Sarà necessario capire la stabilità e la durata dei materiali di perovskite, perché sensibili all’umidità, all’ossigeno e ai raggi UV; nonché valutare l’impatto ambientale della produzione e dello smaltimento, soprattutto perché alcune formulazioni contengono piombo.
• Le celle solari organiche: di solito costituite da due diversi componenti organici, che possiedono le proprietà necessarie dei semiconduttori. Mentre il silicio viene prodotto con processi di fusione ad alta intensità energetica, i materiali organici possono essere applicati direttamente dalle soluzioni su un film di supporto o un supporto di vetro. Hanno costi di produzione più bassi e delle applicazioni possibili molto interessanti, come ad esempio: applicazione su tessuti o dispositivi mobili. Al momento non sono efficienti tanto quanto le tradizionali celle solari al silicio, ma si spera che possano in futuro raggiungere alti livelli di efficienza.

Conclusioni

L’energia del sole, essendo pulita e rinnovabile, ha ottime chances di venire sfruttata in futuro con nuove applicazioni ed in misura largamente maggiore e siamo sicuri che la ricerca contribuirà a renderla una tecnologia sempre più accessibile, economica, sicura ed efficiente.

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