Dal Sole all’Elettricità: La storia del fotovoltaico 

L’effetto fotovoltaico, che permette di trasformare la luce solare in energia elettrica, è stato scoperto per la prima volta nel lontano 1839 dal fisico francese Alexandre Edmond Becquerel. Tuttavia, è stato grazie alla teoria dell’effetto fotoelettrico di Albert Einstein, pubblicata nel 1905, che siamo riusciti a comprendere pienamente come sfruttarlo. Questo contributo scientifico ha avuto un grande impatto sulla tecnologia, ponendo le basi per invenzioni moderne come i pannelli solari.

Nel corso degli anni, la ricerca e l’innovazione hanno portato a significativi miglioramenti nella tecnologia dei pannelli fotovoltaici. Un aspetto fondamentale dell’evoluzione dei pannelli fotovoltaici riguarda le celle in silicio. Esse sono il cuore della tecnologia fotovoltaica per la produzione di energia e rappresentano l’elemento fondamentale nella costruzione di un pannello. Le prime ad essere utilizzate su larga scala sono state le celle in silicio policristallino.

Tuttavia, negli ultimi anni, la ricerca ha portato allo sviluppo di tecnologie più performanti. Tra queste spiccano le celle fotovoltaiche in silicio monocristallino, che oggi offrono un’efficienza superiore di circa il 5-7% rispetto alle policristalline. Con un rendimento che può arrivare fino al 25%, queste celle garantiscono una maggiore durata nel tempo e una migliore produzione migliore di energia a parità di superficie occupata. Sebbene le celle monocristalline siano generalmente più costose, la loro efficienza superiore le ha rese la scelta predominante per impianti ad alte prestazioni, sia in ambito residenziale che industriale.

Con la crescente diffusione del fotovoltaico e la necessità di affrontare le sfide globali legate alla crescita urbana e ai cambiamenti climatici, nasce il concetto delle smart cities. Queste utilizzano tecnologie avanzate e l’adozione di energie rinnovabili, come il fotovoltaico, per ottimizzare l’uso delle risorse e migliorare la qualità della vita urbana.

L’Unione Europea, ad esempio, punta a ridurre il consumo di combustibili fossili favorendo una transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio (rif. Green Deal europeo). Diverse città stanno facendo passi avanti. Barcellona è un esempio in prima linea nell’uso dell’energia solare, con pannelli fotovoltaici su tetti e infrastrutture pubbliche che alimentano edifici e illuminazione. Ha anche introdotto una legge che obbliga l’uso dell’energia solare negli edifici nuovi e ristrutturati. Amsterdam installa pannelli fotovoltaici su edifici residenziali, scuole e mezzi di trasporto, promuovendo anche progetti di comunità per coinvolgere i cittadini nella transizione energetica. 

Altre metropoli adottano soluzioni simili, New York per esempio, ha aumentato le installazioni di impianti fotovoltaici e promuove programmi come “Solarize NYC” per agevolare lo sviluppo. Le pensiline fotovoltaiche e le stazioni di ricarica per veicoli elettrici supportano gli obiettivi di sostenibilità della città. A Dubai, l’iniziativa “Shams” promuove impianti fotovoltaici su tetto e il parco solare Mohammed bin Rashid Al Maktoum rafforza l’impegno della città verso la sostenibilità.

Nei paesi in via di sviluppo, invece, la situazione è assai diversa. Molti di essi sono particolarmente vulnerabili ai cambiamenti climatici, e l’accesso all’elettricità è limitato o addirittura assente. Questo crea una doppia sfida: da un lato, è necessario affrontare le vulnerabilità climatiche, dall’altro, garantire l’accesso a un’ energia pulita e sostenibile. 

Circa il 60% della popolazione nell’Africa sub-sahariana vive in condizioni di povertà energetica, di cui il 58% ne è completamente privo. In Ghana, sebbene l’accesso all’elettricità sia arrivato all’86%, circa 5 milioni di persone restano senza energia elettrica. Queste difficoltà nelle comunità isolate hanno stimolato l’adozione di soluzioni innovative per la condivisione dell’energia, come i sistemi fotovoltaici autonomi.

In Bangladesh è stato sviluppato un modello di microgrid, ovvero sistemi energetici locali che integrano diverse fonti di energia come solare, eolico, biomassa e sistemi di accumulo come le batterie. In America Latina, invece, il solare termico grazie alla sua capacità di sfruttare l’energia solare per produrre acqua calda, è stato ampiamente diffuso nelle abitazioni, contribuendo a ridurre i costi energetici e migliorando la qualità della vita. 

In paesi come il Brasile e il Cile, il solare termico è un sistema estesamente diffuso. Questa tecnologia sfrutta i collettori solari termici, che catturano l’energia solare per riscaldare l’acqua utilizzata prevalentemente per soddisfare i bisogni sanitari.

Tuttavia, il fotovoltaico sta gradualmente guadagnando terreno anche in queste regioni. Questo avviene per via della sua maggiore efficienza energetica, versatilità e capacità di fornire energia elettrica per una vasta gamma di applicazioni, soddisfacendo, così, una serie molto più ampia di esigenze domestiche e industriali.