PV-Leaf è un prodotto innovativo progettato dagli scienziati dell'Imperial College di Londra, che riproduce fedelmente una foglia. Ispirato al processo di traspirazione naturale, è in grado di generare elettricità in modo più efficiente. Tende a produrre il 10% di elettricità in più rispetto ai pannelli solari tradizionali, risolvendo efficacemente i problemi di surriscaldamento. Con un potenziale significativo per la produzione di energia e acqua dolce, PV-Leaf promette di accelerare la transizione energetica globale.
Il design PV-leaf integra vetro, celle fotovoltaiche, fibre di bambù e celle di idrogel, creando una straordinaria replica di una vera foglia. Grazie a questa tecnologia, l'acqua può muoversi e distribuirsi uniformemente all'interno della struttura artificiale a forma di foglia. Successivamente, l'acqua evapora dalla superficie, raffreddandola . Questo design innovativo elimina efficacemente la necessità di pompe, ventilatori, unità di controllo e costosi materiali porosi. Non solo produce più acqua pulita ed energia termica, ma si adatta anche senza sforzo alle variazioni di temperatura ambiente e di irraggiamento solare.
Natura ispirata
La foglia della pianta è composta da varie strutture che facilitano il movimento dell'acqua dalle radici alle foglie, processo che avviene tramite la traspirazione.
Ispirato all'eleganza delle foglie delle piante, l'ingegnoso concetto di PV-leaf replica il processo naturale di traspirazione, facilitando il movimento, la distribuzione e l'evaporazione dell'acqua in modo fluido. PV-leaf estrae il calore dalle celle fotovoltaiche in modo efficace ed economico , imitando i fasci di nervature delle foglie con fibre naturali e replicando le cellule spugnose con idrogel. Questo è probabilmente il motivo per cui PV Leaf è più efficiente nella raccolta di energia solare e acqua.
Gli scienziati hanno simulato il processo di traspirazione delle piante e hanno scoperto che la foglia artificiale ha il potenziale per generare più elettricità. Diversi esperimenti hanno dimostrato che una foglia fotovoltaica è in grado di produrre oltre il 10% di elettricità in più rispetto ai pannelli solari tradizionali, che in genere disperdono fino al 70% dell'energia solare in arrivo nell'ambiente circostante. Ma qual è la produzione media giornaliera di un pannello solare?
Le alte temperature portano al surriscaldamento dei pannelli solari, a volte fino a 65 °C o più. Ciò ne compromette notevolmente l'efficienza, poiché l'aumento di calore e temperatura provoca un movimento energetico degli elettroni nel semiconduttore. Questo porta a una maggiore resistenza, con conseguente riduzione della potenza.
Il dottor Gan Huang , ricercatore onorario presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e coautore dello studio, ha affermato: "Questo design innovativo ha un enorme potenziale per migliorare significativamente le prestazioni dei pannelli solari, garantendo al contempo economicità e praticità".
Secondo il dottor Huang, la foglia fotovoltaica ha il potenziale per utilizzare il calore recuperato e produrre contemporaneamente acqua calda e dolce. Poiché entrambe verranno generate all'interno dello stesso componente, è possibile che la foglia possa produrre miliardi di metri cubi d'acqua all'anno , se misurata. Sebbene la tecnologia sia ancora in fase di sviluppo, il team di ricerca ripone grandi speranze in questa invenzione.
Il professor Christos Markides , responsabile del Laboratorio per i processi di energia pulita e autore dello studio, ha affermato: "L'implementazione di questo innovativo design a forma di foglia potrebbe contribuire ad accelerare la transizione energetica globale, affrontando al contempo due urgenti sfide globali: la necessità di maggiore energia e di acqua dolce".
Questa foglia fotovoltaica è più efficiente nell'assorbimento dell'energia solare e nell'accumulo di acqua, ma gli scienziati si sono già ispirati alle piante per la produzione di energia. A maggio, un team di scienziati dell'Università di Cambridge ha sviluppato un tipo di foglia artificiale che, utilizzando la luce solare, converte acqua e CO2 in propanolo ed etanolo. Entrambe rappresentano alternative pulite alla benzina o al gasolio.
Fonte: Un nuovo design di foglia solare bio-ispirato con maggiore efficienza di raccolta
