Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Confronto tra il rendimento della fotosintesi e quello dei pannelli fotovoltaici
Sempre più spesso sento dire che il fotovoltaico non conviene perchè ha un basso rendimento. Così mi sono voluto togliere uno sfizio ed ho fatto una ricerca su come le piante trasformano l’energia luminosa in energia chimica attraverso la fotosintesi (vedi gli articoli: Fotosintesi clorofilliana – Fotosintesi: fase luminosa e fase oscura); approfondendo ancora di più sono risalito al rendimento che tale processo ha. Certamente se è sufficiente per la natura lo sarà anche per noi. Impensabilmente è emerso quanto segue: esperienze di laboratorio fissano il rendimento della fotosintesi (ovvero della trasformazione dell’energia luminosa in energia chimica) intorno al 35-40% tuttavia, in natura, un rendimento così elevato non si verifica mai poiché nel processo vi sono ingenti dispersioni di energia. In natura il rendimento complessivo della trasformazione dell’energia luminosa in energia chimica, ad opera dei vegetali verdi, si aggira intorno al solo 1-2%.
Tenendo in considerazione quanto appena scritto si può senza dubbio ritenere soddisfacente il rendimento di oltre il 20% dei migliori pannelli fotovoltaici in silicio monocristallino disponibili in commercio, nonché il rendimento di oltre il 40% dei pannellli fotovoltaici per uso aerospaziale. Ovviamente non tutti i pannelli fotovoltaici disponibili in commercio raggiungono o superano di qualche punto il 20%. Questo dipende dalla qualità dei materiali e dalle strategie tecnologiche impiegate per trattenere quanta più radiazione luminosa possibile su una determinata superficie. Generalmente i pannelli fotovoltaici in silicio amorfo hanno un rendimento del 6%, quelli in silicio policristallino hanno un rendimento mediamente del 13%, infine quelli in silicio monocristallino viaggiano tra il 15% ed il 21%.
Continua…
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Ralph, il confronto con la fotosintesi non serve a dimostrare la necessità dei pannelli fotovoltaici. Semmai i motivi possono essere altri (inquinamento, produzione, opportunità etc).
La fotosintesi è importante perché le piante accumulano energia, non perché la utilizzano istantaneamente. Un litro di benzina o gasolio contiene all’incirca 10 kWh, perché è il risultato (a bassa efficienza) dell’accumulo e trasformazione di energia per tempi lunghissimi (“geologici”). Per ottenere la stessa quantità di energia da un pannello solare ad alto rendimento (tipo 200 W/m2) il pannello deve lavorare per circa 60 ore alla massima illuminazione. In un paese come l’Inghilterra, questo significa che per ottenere l’equivalente di un litro di benzina un pannello di 1 m2 dovrebbe lavorare per circa 15 giorni… Questo è un calcolo più corretto. Quindi, se si vuole promuovere l’energia da fotovoltaico, non è certo con argomenti di efficienza e confronto con i chilowatt-ora dei combustibili fossili che si convincerà la gente… Bisogna usare altro argomenti, ecco.
Ciao Fabrizio, capisco benissimo il tuo punto di vista e non fa una piega; l’intenzione di questo articolo era proprio questa… a modo mio cerco di far capire che non è necessario attendere che in futuro i pannelli abbiano rendimenti elevatissimi per iniziare ad usarli. Effettivamente se si pensa al fotovoltaico solo effettuando confronti di resa energetica non si inquadra il problema nella sua complessità e globalità.