In un scenario globale della produzione energetica che dovrà necessariamente diventare più sostenibile a livello ambientale per continuare a esistere, la stampa 3D potrebbe presto diventare il metodo di fabbricazione prescelto. Giganti come GE hanno già introdotto le tecnologie di stampa 3D per ottimizzare molti metodi di produzione energetica tradizionali ma a quanto pare la stampa 3D diventerà presto fondamentale anche nel campo dell’energia solare, visto che gli impianti fotovoltaici del futuro prossimo potrebbere realizzati usando materiali polimerici, cioè organici.
Gli OPV (Organic PhotoVoltaic) sono infatti oggetto della ricerca del National Physics Laboratory britannico e non è un caso: a quanto sembra questa tipologia di pannelli è più efficiente nella luce indiretta e quindi ideale per un clima spesso nuvoloso come quello del Regno Unito. Inoltre, essendo composti da polimeri organici, cioè di plastica, questi pannelli possono essere prodotti e depositati su grandi superfici, rapidamente e con costi contenuti, usando tecnologie additive simili alla stampa 3D.
Il video qui sotto, pubblicato da Plasticphotovoltaics.org, un hub ricerca sugli OPV presso l’Università Tecnica della Danimarca, dimostra quanto sia semplice e veloce l’intero processo di assemblaggio dei pannelli fotovoltaici. Il parco solare del video, situato in Danimarca e basato su celle solari polimeriche sviluppate internamente, è il primo a celle organiche.
Se fosse situato nel soleggiato sud della Spagna, il tempo di ammortamento per i costi dell’installazione di cellule solari polimeriche sulla piattaforma di legno di 250 metri quadrati sarebbe di 180. In Danimarca il tempo di ammortamento dei costi è 277 giorni. L’installazione e la de-installazione possono essere effettuate a un tasso di 100 m/min, molto più rapidamente rispetto a tutte le altre tecnologie esistenti basate su celle solari.
Un altro aspetto interessante, come riporta il National Physics Lab, è che queste cellule fotovoltaiche in plastica sono più efficienti quando sono esposte a condizioni di scarsa illuminazione. Ciò non significa che essi producono più energia quando il clima è nuvoloso rispetto a quando è soleggiato, ma che in tali condizioni sono più efficienti delle fotocellule standard a base di silicio.
Con il sole coperto possono infatti raggiungere un’efficenza energetica del 13%, più di ogni altro tipo di cellula fotovoltaica. Questo dato può sembrare basso, rispetto alle tecnologie commerciali tradizionali, che oggi raggiungono un’efficienza massima del 20% quando sono esposti alla luce solare diretta. In effetti i sistemi di classificazione attuali prendono in considerazione solo la massima efficienza e non quella in condizioni nuvolose.
Poiché l’energia solare si sta diffondendo così rapidamente molti ora prevedono che l’OPV possa presto essere adottato massicciamente, soprattutto considerando i costi produttivi molto più contenuti e la maggiore facilità di installazione. Come spiegato dal Danish Department of Energy Conversion and Storage (DTU), una cellula solare polimerica è costituita da una serie di strati funzionali sottili depositati su un foglio polimeri. Utilizzando gli inchiostri contenenti i materiali attivi, le tecnologie standard di stampa possono essere utilizzate per depositare uno strato molto rapidamente. Tali processi roll-to-roll consentono l’upscaling della produzione su una scala molto grande, a fronte di investimenti molti limitati. Da questo punto di vista 13% è molto ma molto meglio di 0%.
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