EFFICIENZA NELLA CONVERSIONE AL 35 PERCENTO

Laser dal Sole con gli specchi dei telescopi

Le ricadute dell’astronomia nel campo delle energie rinnovabili non smettono di stupire. Da un team di ricercatori dell’Uzbekistan, ecco un sistema in grado di generare raggi laser partendo dall’energia solare. Un progetto simile a quelli, sempre basati sui riflettori per telescopi, sviluppati presso l’INAF.

Il primo fu Archimede, che stando alla leggenda, sfruttando la luce solare concentrata da specchi parabolici, riuscì a incendiare le navi in procinto d’attaccare Siracusa. L’ultima proposta arriva invece dall’Uzbekistan, dove un team di ricercatori della Scientific and Production Association, guidato da Shermakhamat Payziyev, ha appena ideato un laser a energia solare. La tecnologia è quella utilizzata dai giganteschi riflettori dei telescopi, seppur a scala ridotta. Le prestazioni promesse sono di tutto rispetto: il 35% dell’energia proveniente dal Sole verrebbe trasformata in luce laser, rispetto all1-2% di rendimento tipico raggiunto da analoghi dispositivi già esistenti.

Come illustrato in un articolo dal titolo “Transformation of concentrated sunlight into laser radiation on small parabolic mirrors”, in corso di pubblicazione sul Journal of Renewable and Sustainable Energy, il laser solare concentrerebbe la luce usando uno specchio parabolico di dimensioni ridotte, circa un metro di diametro, con un punto focale di 2-3 centimetri. La luce solare così concentrata colpirebbe un disco ceramico a doppio strato, uno speciale laser a stato solido che sfrutta come mezzo attivo un cristallo di ittrio e alluminio (YAG) drogato con neodimio e cromo. Una faccia del disco è rivestita di materiale altamente riflettente, al contrario dell’altra che è invece anti-riflettente. Quando la luce solare penetra attraverso il materiale ceramico, ne eccita gli elettroni, generando così un fascio di luce laser con lunghezza d’onda di 1.06 micron. La luce così prodotta verrebbe poi, a sua volta, riflessa nuovamente sulla superficie ceramica, prima di abbandonare il collettore solare. E sarebbe proprio questo “doppio passaggio” a incrementare il guadagno in termini di efficienza, consentendo la conversione in luce laser di una maggiore quantità di luce solare. Laser di questo tipo potrebbero trovare applicazione nella sintesi su larga scala di nanostrutture e nanoparticelle.

L’impiego delle ottiche dei telescopi astronomici nel settore delle energie rinnovabili si fa sempre più diffuso. Ne parlavamo qualche mese fa, proprio qui su Media INAF, a proposito del fotovoltaico a concentrazione studiato all’INAF di Cagliari e del progetto STAR realizzato presso l’INAF di Arcetri. Una tecnologia potenzialmente in grado di rivoluzionare le future centrali solari, sia in termini di efficienza che di costi.

Per saperne di più:

Guarda il video del progetto STAR (Solare Termodinamico ad Alto Rendimento):