ENERGIA

Invenzioni: energia

  • Invenzioni: energia // Foto: © Big Face / fotolia.com Invenzioni: energia // Foto: © Big Face / fotolia.com
    Eicke Weber, *1949, fisico ed esperto di energia solare

    "O l’umanità vivrà con energia sostenibile o non vivrà affatto."



    Come possiamo utilizzare energia senza incidere sul clima e inquinare l’ambiente? Come facciamo a coprire il fabbisogno crescente? La Germania punta sulle energie rinnovabili come sole, vento e biomassa. Lo staff di ricercatori dell’Istituto Fraunhofer guidati da Eicke Weber ha segnato diversi record mondiali per quanto riguarda l’efficienza delle celle solari.

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© Fraunhofer

Un innovativo mix di energie

Quando le riserve di gas, olio e carbone termineranno resteremo al buio? I gestori di energia utilizzano in tutto il mondo ancora soprattutto combustibili fossili. Ma anche con le energie rinnovabili si può garantire la fornitura energetica. In un esperimento modello i ricercatori della Fraunhofer-Gesellschaft mostrano insieme a diverse imprese industriali come fare:

Dozzine di piccoli produttori di energia che sfruttano l’energia solare, quella eolica e il biogas sono collegati attraverso internet in una centrale elettrica virtuale coordinata. Una gestione centralizzata previene difficoltà di rifornimento, quando il sole non splende o il vento non soffia. Inoltre fa in modo che l’energia in eccesso venga conservata e rimessa in circuito quando necessario.


Molte fonti energetiche rinnovabili costituiscono insieme una centrale elettrica virtuale

    La luce del futuro

    Tappezzerie luminose, quadri e lamine flessibili al posto di lampadine o tubi al neon lampeggianti – le possibilità di utilizzo dei diodi organici a emissione di luce, in breve OLED, sono quasi infinite. Già oggi vengono usati ad esempio nei display dei telefoni cellulari e dei lettori MP3. Gli OLED consistono di sottilissimi strati di materiale plastico semiconduttore, richiedono minori quantità di energia per funzionare e il loro costo di produzione è più basso di quello dei tradizionali diodi a emissione di luce. Con essi si possono realizzare persino schermi flessibili.

    Tuttavia gli OLED hanno ancora una durata relativamente corta. A Dresda, Potsdam e Magonza ci sono ricercatori che stanno cercando di rendere gli OLED più duraturi, più robusti e ancora più luminosi.

    Vai al filmato „OLED – Luce da piccole molecole“


    Le possibilità di utilizzo dei diodi organici a emissione di luce (OLED) sono quasi infinite
      © Fraunhofer

      Puntare sul sole

      Nell’estate del 2014 i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per i Sistemi ad energia solare segnano un record mondiale: il loro pannello solare raggiunge un grado di efficienza del 36,7 percento!

      Questo cosiddetto pannello solare a concentrazione è costituito da specchi riflettenti che concentrano la luce solare e da celle fotovoltaiche particolarmente efficienti poste sotto di essi. Queste celle a giunzione quadrupla consistono di vari strati di materiali semiconduttori che assorbono le diverse lunghezze d’onda della luce solare. Esse sfruttano quindi uno spettro più ampio della luce del sole rispetto alle tradizionali celle fotovoltaiche al silicio.


      I pannelli a concentrazione sfruttano la luce del sole in modo particolarmente efficace

      Produzione delle celle solari a giunzione quadrupla per i pannelli a concentrazione
        © picture alliance / Keystone

        Il principio dinamoelettrico

        Energia per tutti? 150 anni fa è ancora impensabile. Infatti per trasportare energia a grandi distanze bisogna trasformarla in corrente e per questo serve un generatore. Diversi scienziati fanno all’epoca esperimenti con apparecchi che attraverso la rotazione di una spira conduttrice immersa in un campo magnetico trasformano energia meccanica in energia elettrica.

        Ma è solo nel 1866 che l’ingegnere Werner von Siemens segna una svolta. La sua macchina dinamoelettrica funziona secondo il principio dell’„autoeccitazione“, per cui non ha bisogno di un apporto esterno iniziale di corrente, bensì utilizza il magnetismo residuo presente nell’elettromagnete. Tale autoeccitazione è sufficiente per indurre una debole tensione iniziale che fa passare corrente, la quale rafforza ulteriormente il magnetismo. Il peso della macchina può essere ridotto così dell’85 percento e il suo costo del 75 percento. Ecco creato il presupposto per poter fornire corrente ovunque. Questa è soltanto una delle tante idee innovative che hanno posto le basi del successo mondiale del gruppo Siemens.


        Ovunque si trasformi energia meccanica in energia elettrica sono necessari dei generatori – anche nelle centrali moderne

        La centrale elettrica del Walchensee rifornisce negli anni Venti tutta la Baviera. Essa è tutt’ora attiva
          © Kara / fotolia.com

          Utilizzare in modo ottimale l’energia eolica

          Quanta energia può produrre un impianto eolico? Già nel 1919 lo studioso dei flussi Albert Betz calcola che è impossibile trasformare più del 59 per cento della forza eolica in energia utile. Per avvicinarsi il più possibile a questo valore, lo studioso di Gottinga studia diversi profili di eliche nella galleria aerodinamica. Già negli anni Trenta sviluppa insieme a Kurt Bilau delle eliche ideali per impianti eolici.


          Vicino ai centri abitati non è solo importante l’efficienza energetica, gli impianti devono essere anche silenziosi

          Nei moderni impianti eolici i profili ottimizzati delle eliche contribuiscono a fargli raggiungere anche un alto grado di efficienza