Fotovoltaico notturno: esiste davvero? Tecnologie a infrarossi e limiti reali

Fotovoltaico di notte: tra promessa tecnologica e realtà attuale

Il fotovoltaico di notte è uno dei temi più discussi negli ultimi anni, soprattutto con la diffusione degli impianti domestici che hanno reso evidente il limite della produzione concentrata nelle ore diurne.

Villetta con impianti rinnovabili sul tetto - Sora

La ricerca si è quindi concentrata proprio su questo aspetto, cercando soluzioni in grado di estendere la disponibilità di energia anche oltre il tramonto.

È però necessario chiarirlo subito: oggi non esistono impianti fotovoltaici domestici in grado di produrre energia significativa di notte nel senso tradizionale del termine.

Esistono tecnologie in fase di sviluppo che sfruttano fenomeni diversi dalla luce solare diretta, come la radiazione infrarossa e le differenze di temperatura tra superficie terrestre e cielo.

Il divario tra ciò che è tecnicamente possibile in laboratorio e ciò che è realmente utilizzabile in un'abitazione resta ancora molto ampio.

Il principio alla base: radiazione infrarossa e raffreddamento notturno

Durante la notte, la superficie terrestre continua a scambiare energia con l'ambiente, rilasciando calore sotto forma di radiazione infrarossa verso il cielo, che ha una temperatura molto più bassa.


Questo fenomeno naturale è alla base di alcune ricerche recenti condotte in ambito universitario, in particolare tra California e Stanford, dove sono state sviluppate celle termoradiative, spesso definite anche “anti-solari”.

Il principio è opposto rispetto al fotovoltaico tradizionale.

Invece di assorbire energia dalla luce, il sistema sfrutta la dispersione di calore per generare una differenza di potenziale elettrico.

In laboratorio, questi dispositivi hanno dimostrato di poter produrre energia anche in totale assenza di luce solare.

Fotovoltaico di notte vs tradizionale: il divario reale di produzione

I limiti di questa tecnologia attualmente sono evidenti dando qualche numero.

Le potenze ottenute si aggirano intorno a poche decine di milliwatt per metro quadrato, con valori massimi sperimentali vicini ai 50 milliwatt.

Infografica produzione fotovoltaico di notte vs giorno - Sora

Tradotti su base reale, significano meno di 1 wattora a notte per metro quadro, una quantità estremamente ridotta.

Nello stesso intervallo di tempo, un pannello fotovoltaico tradizionale può produrre durante il giorno anche 1–2 kilowattora per metro quadro, evidenziando un divario di diversi ordini di grandezza tra le due tecnologie.

Applicazioni reali del fotovoltaico di notte oggi

Ad oggi, queste tecnologie non sono disponibili per uso residenziale.

Le sperimentazioni più avanzate riguardano:

• dispositivi prototipali sviluppati in ambito universitario,
• applicazioni per sensori a bassissimo consumo,
• sistemi integrati con altre tecnologie.

In pratica, si tratta di soluzioni che possono alimentare piccoli dispositivi, ma non una casa.

In un'abitazione reale, anche solo l'illuminazione serale richiede una quantità di energia molto superiore a quella che questi sistemi possono generare.

Il divario tra ricerca e applicazione pratica è ancora significativo.

Il ruolo degli infrarossi: perché non bastano

Gli infrarossi sono una forma di energia reale e presente anche di notte, ma la loro intensità è molto più bassa rispetto alla radiazione solare diretta.

Spettro della luce - Sora

Questo significa che, anche riuscendo a convertirli in energia elettrica, la quantità disponibile resta limitata.

Inoltre, i materiali e le tecnologie necessarie per sfruttare efficacemente questa radiazione sono ancora in fase di sviluppo.

Un errore frequente è pensare che esista già una tecnologia pronta per sostituire il fotovoltaico tradizionale nelle ore notturne ma non è così.

Gli infrarossi rappresentano una possibilità interessante, ma non una soluzione immediata.

Fotovoltaico notturno nella pratica: accumulo e gestione

Nella realtà attuale, quando si parla di fotovoltaico notturno, si fa riferimento indirettamente all'accumulo.

Avere energia rinnovabile di notte si può ma con l'accumulo - Sora

L'energia prodotta durante il giorno viene immagazzinata e utilizzata di notte.

Dal punto di vista dell'utente, l'effetto è simile a una produzione continua.

In una casa con impianto fotovoltaico e batteria, ad esempio, l'energia utilizzata la sera può provenire interamente dal sole, anche se non viene prodotta in quel momento.

Questo è oggi il sistema più concreto per superare il limite della produzione diurna.

Tecnologie alternative: oltre il fotovoltaico

Alcuni sistemi, come il solare termodinamico, riescono a funzionare anche in assenza di sole diretto, sfruttando il calore presente nell'ambiente o accumulato durante il giorno.

È il caso ad esempio, dei collettori solari termici o dei sistemi a concentrazione con accumulo, che possono continuare a fornire energia sotto forma di calore anche dopo il tramonto.

Si tratta però di energia termica, utilizzata principalmente per produrre acqua calda sanitaria o supportare il riscaldamento, non energia elettrica.

Altre soluzioni, come il mini eolico, possono teoricamente garantire produzione anche di notte, ma solo in presenza di vento costante e sufficiente.

In ambito residenziale, soprattutto urbano, queste condizioni sono rare e difficili da sfruttare in modo efficiente.

Di conseguenza, non esiste oggi una tecnologia diffusa e affidabile che consenta di produrre energia elettrica rinnovabile in modo continuo, giorno e notte, all'interno di una normale abitazione.

Fotovoltaico di notte: cosa viene spesso frainteso

Uno dei fraintendimenti più diffusi riguarda l'interpretazione delle notizie sulle nuove tecnologie.

Pannelli fotovoltaici - Pixabay

Molti contenuti parlano di pannelli che funzionano di notte, ma nella maggior parte dei casi si riferiscono a risultati ottenuti in laboratorio, non a soluzioni già disponibili sul mercato.

Un altro punto critico è la percezione del fabbisogno energetico domestico.

Anche quando si riesce a produrre energia durante la notte, le quantità in gioco sono troppo ridotte per coprire i consumi reali di un'abitazione.

Infine, viene spesso sottovalutato il ruolo dell'accumulo.

Oggi è proprio la capacità di immagazzinare l'energia prodotta di giorno a rendere possibile l'utilizzo nelle ore serali, rappresentando di fatto l'unica soluzione concreta.

Fotovoltaico di notte: possibili sviluppi futuri

Le prospettive future del fotovoltaico di notte si concentrano soprattutto sul miglioramento delle cosiddette celle termoradiative, o “anti-solari”, che oggi rappresentano la frontiera più avanzata della ricerca.

Installazione di un pannello solare - Pixabay

Gli studi più recenti puntano ad aumentare l'efficienza di questi dispositivi, passando dagli attuali valori di circa 50 milliwatt per metro quadrato a obiettivi più ambiziosi, come 1 watt per metro quadrato, considerato il minimo per renderli economicamente interessanti .

Parallelamente, si stanno sviluppando sistemi ibridi che combinano fotovoltaico tradizionale, moduli termoelettrici e tecnologie di gestione intelligente dell'energia, con l'obiettivo di garantire una produzione più continua .

Nel lungo periodo, queste soluzioni potrebbero affiancare il fotovoltaico classico, soprattutto in contesti off-grid o per alimentare dispositivi a basso consumo.

C'è da dire però che il salto verso un utilizzo domestico diffuso richiede ancora miglioramenti significativi in termini di efficienza, costi e scalabilità.