Innovazione nell’energia solare spaziale
Un gruppo di scienziati sta sviluppando un progetto innovativo per sfruttare l’energia solare nello spazio. Questo progetto utilizza celle solari in tellururo di cadmio (CdTe) leggere, applicate su vetro ultra-sottile. Questa tecnologia ha il potenziale di trasformare i sistemi energetici utilizzati nei satelliti e nella produzione spaziale. I ricercatori delle università di Loughborough e Swansea hanno annunciato che le celle solari CdTe su vetro rappresentano un’alternativa più leggera, economica e altamente resistente alle radiazioni. L’obiettivo è raggiungere un’efficienza del 20% in ambiente spaziale, mentre sulla Terra sono stati già ottenuti risultati superiori, con un’efficienza del 23,1%. Questa tecnologia è stata testata per la prima volta nello spazio a bordo del CubeSat AlSat-Nano, segnando un passo significativo verso l’implementazione pratica di queste innovazioni.
Limitazioni delle celle solari tradizionali
Attualmente, le missioni spaziali si basano principalmente su celle solari in silicio o a giunzione multipla (MJSC). Sebbene le celle MJSC siano riconosciute per la loro elevata efficienza, la loro complessità nella produzione e i costi elevati ne limitano la scalabilità. Il Centro per i Materiali Semiconduttori Integrativi (CISM) di Swansea ha storicamente concentrato le sue ricerche su energia pulita e semiconduttori per applicazioni sanitarie. Recentemente, ha ampliato il proprio raggio d’azione per includere tecnologie semiconduttive destinate all’uso spaziale. Questo sviluppo avviene attraverso il programma Space Semi-Tech Foundry, il primo del suo genere nel Regno Unito. Il professor Paul Meredith, direttore del CISM, ha sottolineato come questa collaborazione rappresenti una risposta a una necessità critica e un’opportunità unica per il Regno Unito di conquistare una porzione significativa del mercato globale della tecnologia spaziale.
Domanda crescente di energia solare spaziale
Questa recente partnership tra le due università si inserisce in un contesto di rapida espansione dell’industria spaziale globale, attualmente valutata 17,5 miliardi di sterline nel Regno Unito. La domanda di soluzioni energetiche solari efficienti e scalabili è in costante crescita. Secondo le previsioni dell’Agenzia Spaziale Europea, la richiesta di energia solare spaziale potrebbe aumentare da 1 MWp/anno a 10 GWp/anno entro il 2035. Questo aumento è spinto dall’espansione delle costellazioni di satelliti, come Starlink di SpaceX, e dall’emergere della produzione spaziale, che include semiconduttori e fibre ottiche. Michael Walls, professore di fotovoltaico presso il Centro per i Sistemi di Energia Rinnovabile (CREST) di Loughborough, ha affermato che ridurre il peso del carico utile è fondamentale per abbattere i costi di lancio. Il progetto in corso si propone di sviluppare una fonte di energia leggera, depositando celle solari a film sottile direttamente sul vetro di protezione.
Collaborazione e sostegno industriale
La collaborazione beneficia di un robusto sostegno industriale, con sei partner che offrono competenze tecniche e supporto in-kind per un valore complessivo di 112.000 sterline. I partner coinvolti includono:
- 5N Plus Inc. (Canada)
- AIXTRON (Regno Unito)
- CTF Solar GmbH (Germania)
- Teledyne Qioptiq (Regno Unito)
- Manufacturing Technology Centre (Regno Unito)
- Satellite Applications Catapult (Regno Unito)
Finanziamenti e strutture di ricerca avanzate
Questa nuova collaborazione triennale è sostenuta da finanziamenti dell’UKRI EPSRC e sfrutta strutture di ricerca all’avanguardia presenti in entrambe le università. Il CISM di Swansea è dotato di strumenti avanzati, come il sistema AIXTRON CCS MOCVD, mentre Loughborough contribuisce con la sua Struttura Nazionale per l’Analisi della Catodoluminescenza ad Alta Risoluzione. Queste strutture sono fondamentali per lo studio di dispositivi solari e optoelettronici, come evidenziato nel comunicato stampa. La sinergia tra le università e i partner industriali rappresenta un passo cruciale per il futuro dell’energia solare nello spazio.
