Progetto MIRACLE: soluzioni a basso costo e maggiore sostenibilità per il raffreddamento radiativo
Il raffreddamento radiativo si ottiene quando una superficie è in grado di riflettere quasi completamente la luce solare e al contempo emettere calore radiativamente nello spazio. I raffreddatori radiativi stanno attraendo enorme interesse nella comunità scientifica come soluzione passiva di regolazione termica di edifici e celle solari grazie al loro enorme potenziale in termini di efficienza energetica, economicità, rispetto dell'ambiente e affidabilità.
Le soluzioni proposte precedentemente in letteratura utilizzano materiali o processi piuttosto costosi, o polimeri a basso costo ma con dubbia stabilità sotto radiazione UV.
I ricercatori del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni-DET del Politecnico, in collaborazione con il Materials Physics Center di San Sebastian (Spagna) hanno proposto un sistema di controllo termico per pannelli fotovoltaici che utilizza raffreddatori radiativi basati su materiali cementizi nell’ambito del progetto Europeo MIRACLE: “Photonic Metaconcrete with Infrared Radiative Cooling capacity for Large Energy savings”.
In questo senso, l'alternativa proposta dai ricercatori del Politecnico – e recentemente pubblicata su iScience e su PV Magazine - ha un forte potenziale economico, grazie ai bassi costi dei materiali cementizi utilizzati e alla scoperta che questi possono essere provvisti delle proprietà richieste per il loro utilizzo come raffreddatori radiativi.
"Il nostro lavoro mirava a determinare la massima riduzione di temperatura ottenibile accoppiando termicamente una cella solare ad un raffreddatore radiativo a base cementizia - spiega il ricercatore Matteo Cagnoni - Abbiamo stimato che la temperatura operativa della cella solare potrebbe essere ridotta fino ad un massimo 20 °C, consentendo un aumento di efficienza e tempo di vita di celle solari in silicio fino a 9% e 4 volte, rispettivamente. Naturalmente questi sono limiti massimi teorici, ma suggeriscono che guadagni significativi siano ottenibili anche nei dispositivi fisici reali".
"Ci aspettiamo che questa soluzione sia molto interessante per il mercato, soprattutto se si considera il fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV) - conclude la professoressa Federica Cappelluti - Per esempio, si potrebbe provare a implementare il sistema teorico come una cella solare accoppiata a una tegola. Il costo di questa soluzione potrebbe essere solo leggermente superiore al costo del pannello fotovoltaico stesso, poiché i materiali cementizi sono molto economici, altamente scalabili e robusti".