Quasi sei anni fa, il futurista Ray Kurzweil aveva predetto che, entro 20 anni, la tecnologia dell'energia solare sarebbe arrivata al punto in cui sarebbe stata in grado di soddisfare tutte le esigenze energetiche del mondo. Le sue previsioni ottimistiche non erano troppo inverosimili considerando che la quantità di energia che la Terra riceve in appena un'ora sarebbe sufficiente per alimentare la vita degli umani per un anno intero. Ma ora, anche i più ardenti sostenitori non sono più disposti a contribuire a sovvenzionare questa visione un tempo brillante del futuro.
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A quanto pare, sfruttare efficacemente l'immenso potenziale del sole è uno sforzo incredibilmente volubile. Solo alcuni paesi sono geograficamente abbastanza fortunati da ricevere molta luce solare tutto l'anno, mentre il tempo inclemente si disperde ulteriormente e diluisce così la quantità di energia utilizzabile che raggiunge i sistemi di raccolta solare sottostanti. Ancora più importante, la massima efficienza di conversione teorica delle celle fotovoltaiche tradizionali a base di silicio è di circa il 33, 7 percento, il che significa che il 33, 7 percento di tutta la luce solare che colpisce una cella può essere convertito in elettricità. In parole povere, il modo più ottimale di produrre energia solare è ancora troppo costoso per competere.
L'architetto tedesco André Broessel, che ha riflettuto a lungo su queste insufficienze, afferma di aver inventato un dispositivo modello progettato per aggirare questi colli di bottiglia. Fondamentalmente, il suo concetto Betaray non è un radicale allontanamento dalle altre tecnologie dei pannelli là fuori poiché utilizza anche celle solari per raccogliere la luce solare. L'energia, tuttavia, arriva sotto forma di un fascio ad alta densità di energia che è concentrato fino a 10.000 volte. Sopra l'array in miniatura di celle solari c'è una grande sfera di vetro riempita d'acqua che funziona in modo simile a una lente d'ingrandimento nel focalizzare la luce che è presente in tutti i tipi di condizioni non ideali, come quando i cieli sono nuvolosi o quando l'unica luce disponibile è l'illuminazione a bassa intensità riflessa dalla luna.
Broessel stima che la chiara "lente a sfera" aiuta a migliorare l'efficienza fino al 50 percento ogni anno, il tutto utilizzando una disposizione di celle che comprende meno del 25 percento dell'area delle celle di silicio presenti nella maggior parte dei sistemi. "La maggior parte degli aspetti costosi dei sistemi solari proviene dalla produzione di celle, il che comporta anche un elevato impatto ambientale", afferma Broessel. "E quando il tempo è pessimo, la produzione è equivalente alle arachidi, anche quando sono in una posizione perfetta."
Il Betaray utilizza quella che Broessel chiama una funzione di tracciamento a doppio asse per monitorare la posizione in continuo cambiamento del sole e regolare di conseguenza per massimizzare l'input. A differenza dei sistemi con inseguitori solari computerizzati, spesso impiegati in grandi parchi solari, i prototipi che ha assemblato possono essere utilizzati in ambienti chiusi. Possono essere installati a posteriori lungo il muro di un edificio al posto delle finestre, considerando che sono trasparenti al 99 percento.
Il dispositivo è compatibile con l'intera gamma di sistemi di celle solari esistenti, sebbene possa essere particolarmente adatto per celle solari multi-giunzione ad alta efficienza che richiedono anche l'uso di lenti a concentrazione per funzionare. Questi sistemi più avanzati vantano un'efficienza di conversione del 43 percento con un'efficienza teorica massima di oltre il 70 percento. Broessel afferma che i test interni hanno già dimostrato che l'ultimo modello Betaray produce circa 150 watt per metro quadrato quando è perpendicolare al sole. Questa percentuale è alla pari con alcuni dei sistemi fotovoltaici più efficienti sul mercato.
Juris Kalejs, Chief Technology Officer presso American Capital Energy, sviluppatore di sistemi solari, riconosce che il concetto di Broessel offre alcuni vantaggi, in particolare per i consumatori che cercano alternative più semplici e versatili, ma ha espresso scetticismo. "È un sistema molto complicato da realizzare", ha detto a Discovery News, "e devi renderlo su larga scala per renderlo economico".
(Credito: Rawlemon) Broessel, tuttavia, non è d'accordo e ribatte che Betaray può essere conveniente se si tiene conto della totalità non solo dei costi di produzione, ma ha anche previsto risparmi sulle bollette energetiche del proprietario a lungo termine. Sottolinea, ad esempio, che la costruzione del dispositivo comporta "materiali di base", come acqua e vetro, che costano meno della produzione di celle fotovoltaiche.
"Puoi ottimizzare la conversione della luce in energia tutto l'anno, anche in caso di maltempo", afferma. "Non è irrealistico pensare che in un anno possa raddoppiare la resa energetica."
Per ora, Broessel spera di raccogliere fondi attraverso la vendita di un "gadget" senza nome ancora in fase di sviluppo. Entro tre anni, prevede di aver accumulato fondi sufficienti per entrare in produzione con il generatore di energia solare sferica. Ma è un obiettivo difficile, ha scoperto.
"Tutta l'Europa conosce il mio progetto", dichiara Broessel. "Ho un mese per pagare i diritti di brevetto, altrimenti diventerà open source. E a quel punto tutti lo sapranno."
