L’Università del Michigan ha presentato un rivestimento trasparente che riduce l’accumulo di neve e ghiaccio sui pannelli solari.
Un team di ricercatori dell’Università del Michigan ha sviluppato un’economica vernice trasparente che potrebbe prevenire l’accumulo di neve e ghiaccio sui pannelli solari, migliorandone la produttività fino all’85% anche in climi freddi, come dimostrato dai primi test effettuati in Alaska.
Il rivestimento è composto principalmente da plastica PVC o PDMS e da oli siliconici o vegetali. Può essere applicato a spruzzo o a pennello in caso di clima freddo e, nella sua versione attuale, può rilasciare neve e ghiaccio fino a un anno.
“In questo momento le energie rinnovabili stanno decollando, ma la neve è un grosso problema nei climi settentrionali. In inverno i pannelli solari possono perdere l’80 o il 90% della loro capacità di generazione. Quindi, trovare un modo per continuare a generare energia durante l’anno era una sfida interessante”, ha affermato Anish Tuteja, professore di scienza e ingegneria dei materiali dell’Università del Michigan, che ha condotto lo studio in collaborazione con i Sandia National Laboratories e l’Università dell’Alaska. “Il ghiaccio è relativamente denso e pesante e i nostri precedenti rivestimenti sfruttavano il proprio peso contro di esso. Ma la neve può essere 10 volte meno densa del ghiaccio, quindi non eravamo affatto sicuri che il trucco funzionasse anche con la neve”.
Una precisa combinazione tra bassa tenacità interfacciale e bassa forza di adesione
I ricercatori hanno sfruttato due proprietà chiave che già in passato hanno potenziato i rivestimenti anti-ghiaccio: la bassa tenacità interfacciale e la bassa forza di adesione. La bassa forza di adesione è adatta per le aree piccole, ma richiede più forza per far scivolare via neve e ghiaccio dalle superfici più grandi. La bassa tenacità interfacciale permette di creare tra il ghiaccio e il pannello delle crepe che si propagano lungo di esso, indipendentemente dalle sue dimensioni, rompendo il ghiaccio e liberando il pannello dalla neve. Il team si è poi concentrato sul bilanciare accuratamente le due proprietà al fine di fornire resistenza al ghiaccio e alla neve alle superfici sia grandi che piccole.
Gli scienziati dell’Università del Michigan hanno collaborato con l’Università dell’Alaska per testare il materiale in un campo solare a Fairbanks (Alaska), applicando i rivestimenti a un sottoinsieme di pannelli che sono stati monitorati da telecamere automatizzate per quasi due settimane. I test hanno mostrato che i pannelli verniciati hanno avuto una copertura media di neve e ghiaccio di circa il 28% nell’intera stagione invernale, rispetto a circa il 59% dei pannelli non rivestiti. Tuttavia, il team prevede di modificare ulteriormente il prodotto, con l’obiettivo di sviluppare un rivestimento che possa durare almeno cinque anni.
“Dato che il costo dell’energia solare è diminuito e la redditività è aumentata, gran parte della crescita nel settore dell’energia solare si è avuta negli stati settentrionali, dove la neve è cosa comune. I rivestimenti antineve, se riusciremo a dimostrarne l’efficacia a lungo termine, rederanno l’energia solare più affidabile e più conveniente nelle regioni nevose, contribuendo ad accelerare la transizione verso un’economia energetica più incentrata sul solare”, ha commentato Laurie Burnham, principale ricercatrice del progetto.
Il rivestimento è stato sviluppato nell’ambito di un progetto guidato dai Sandia National Laboratories, un laboratorio di ricerca e sviluppo del dipartimento statunitense per l’energia, e con finanziamenti da parte del Solar Energy Technologies Office del dipartimento stesso. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Materials Technologies. Tra gli altri ricercatori che hanno preso parte al progetto: Abhishek Dhyani, ricercatore laureato in scienza ed ingegneria dei materiali presso l’Università del Michigan; Christopher Pike e Erin Whitney presso l’Alaska Center for Energy and Power dell’Università dell’Alaska; Jennifer Braid presso il Dipartimento di Tecnologia dei Materiali e Fotovoltaico dei Sandia National Laboratories.