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Dallo spazio alla Terra

L'immagine qui a fianco (un televisore in funzione su una spiaggia deserta e in assenza di linea elettrica) esemplifica lo stato dell'arte ed il livello raggiunto dalle applicazioni terrestri della tecnologia fotovoltaica. Ma per arrivare a tanto, il percorso è stato lungo e faticoso. Esaminiamone sommariamente i vari passaggi.

Il passaggio dallo spazio alle applicazioni terrestri fu determinato dall'interesse per la nuova tecnologia che mostrò avere l'industria petrolifera. In particolare, a causa della necessità di garantire la sicurezza della navigazione, le piattaforme petrolifere in mare aperto dovevano avere delle luci di segnalazione che erano alimentate da costose, ingombranti e pesantissime batterie non ricaricabili. Ogni pila pesava oltre 230 Kg e conteneva elementi altamente tossici. Quando le batterie si esaurivano, per abbattere i costi di trasporto, venivano semplicemente gettate in mare causando gravi problemi di inquinamento. L'entità di tale problema può essere compresa se si pensa al Golfo del Messico che in quegli anni (1970-'80) era letteralmente invaso da una miriade di trivelle.

Allorchè il problema inquinamento divenne non più sostenibile anche per effetto della mobilitazione dell'opinione pubblica, non fu più possibile smaltire le batterie esaurite in mare. Si dimostrò, allora, che la sostituzione di una batteria tradizionale costava 2.100 dollari e necessivata di un'imbarcazione dotata di gru del costo giornaliero di 3.500 $. A fronte di tali spese, la sotituzione di una batteria solare guasta costava soltanto 160 dollari. In breve tutte le piattaforme petrolifere si dotarono di impianti fotovoltaici.

La nuova rivoluzionaria tecnologia si andò man mano affermando risultando vantaggiosa ed economicamente conveniente in tutte quelle applicazioni localizzate in posti remoti difficili da raggiungere con le normali linee elettriche o in cui il trasporto dell'elettricità risultava avere un costo troppo elevato. Così a partire dagli USA, tra gli anni '70-'80, si cominciò ad installare sistemi fotovoltaici sui disposiviti di segnalamento e di smistamento necessari alla sicurezza del traffico ferroviario, sulle installazioni per telecomunicazioni in genere e sulle reti telefoniche e televisive in particolare.

Una particolare linea di ricerca fu portata avanti dall'ingegnere francese Dominique Campana che studiò e mise a punto la prima pompa idrica fotovoltaica il cui prototipo fu sperimentao con successo sulle aspre montagne della Corsica. Questa applicazione risultò essere di importanza vitale nei paesi in via di sviluppo e rappresentò in molti casi una vera e propria scelta tra la vita e la morte. Si deve alla tenacia di padre Bernard Verspieren, che operava in un villaggio del Mali, la diffusione della pompa fotovoltaica: oggi ce ne sono decine di migliaia in tutto il mondo ed assicurano l'approvvigionamento idrico anche a sperduti villaggi.

Fino ai primi anni ottanta i dispositivi di segnalazione e gli ausili per la navigazione (boe e fari) nella maggior parte del mondo erano costituiti da luci di avvertimento alimentate da una fiamma all'acetilene racchiusa in una specie di lanterna. Il costo per una sola unità all'acetilene ammontava a ben 15.300 dollari (senza contare le rilevanti spese di manutenzione) a fronte di un investimento iniziale per un'unità fotovoltaica equivalente di soli 2.000 dollari.

Sulla base di questa semplice considerazione di tipo economico la Grecia, entro il 1983, sostituì la maggior parte dei vecchi sistemi ad acetilene installati su 960 fari e boe con impianti fotovoltaici. Oggi, in tutto il mondo, la stragrande maggioranza degli ausili per la navigazione funziona a celle solari.

Il fotovoltaico rappresenta un'ottima soluzione per le zone rurali. Fin dal 1983, metà delle famiglie delle isole della Polinesia francese usa elettricità di origine fotovoltaica. Nelle zone rurali del Kenya, l'elettricità fornita dal sole è molto più abbondante di quella offerta dall'azienda elettrica. Nella Repubblica Dominicana e nel Centroamerica, migliata di persone alimentano lampadine, televisori e radio con l'elettricità solare. Questi successi dimostrano che le celle solari costituiscono la migliore speranza per elettrificare le regioni non elettrificate dei paesi in via di sviluppo.

Durante gli anni Settanta e Ottanta, la ricerca fotovoltaica a sovvenzione statale in America, Europa e Giappone era per lo più mirata a sviluppare la tecnologia per poterla sfruttare in grandi centrali elettriche. Ma l'ingegnere svizzero Markus Real pensava che dal punto di vista economico fosse più logico che ciascuna abitazione diventasse la propria centrale elettrica fotovoltaica. Real dimostrò la validità del concetto installando moduli solari da tre chilowatt su 333 tetti di Zurigo. Da allora, nessuno parla più di centrali elettriche fotovoltaiche. Al contrario, i vari governi stanno sviluppando piani di incentivazione finanziaria per incoraggiare i cittadini a solarizzare i propri tetti.

L'elettricità da fotovoltaico costa attualmente circa 25 centesimi di dollaro per chilowattora. Il fotovoltaico e pertanto meno costoso di qualsiasi altra fonte energetica autonoma, tipo batterie o generatori diesel, e anche meno costoso che installare linee di trasmissione sotterranee ovunque nel mondo, o tendere fili aerei per una distanza superiore a 225 metri per allacciare un piccolo utente. Tuttavia, l'elettricità da solare costa comunque più di quella proveniente da linee di rete già esistenti. E opinione di molti che l'unico modo per far scendere il prezzo delle celle solari al punto di renderle competitive con l'elettricità di rete sia escogitare nuovi metodi di fabbricazione.

Attualmente, le celle solari sono per lo più costituite di silicio cristallino relativamente spesso. Sul mercato stanno però apparendo nuovi materiali fotovoltaici a pellicola sottile (silicio amorfo, tellururo di cadmio, diseleniuro di rame e indio, silicio cristallino sottile e silicio cristallino in fogli) che potrebbero rappresentare la soluzione al problema.

Anche se nessuno ci fa più caso, gran parte delle calcolatrici tascabili, così come altri oggetti di uso quotidiano, sono dotate di un piccolo pannello fotovoltaico che trasforma la luce in un'altra forma di energia (elettrica) e ne consente l'uso anche in assenza di batterie o con batterie scariche.

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