TESPI, il pannello ibrido del futuro

TESPI srl è un’azienda italiana che sviluppa e propone interessanti progetti, tra questi specifiche applicazioni legate al mondo delle energie rinnovabili. Il progetto TESPI (Thermal Electric Solar Panel Integration) è ancora in fase di sperimentazione, ma getta le basi per il raggiungimento di nuove frontiere. Questo pannello si basa su un brevetto italiano poi esteso a livello europeo della società TESPI srl di cui SIT (Scienza Industria Tecnologia) ed APRI Sviluppo sono azionisti.

Si tratta di un apparato pensato per catturare l’energia del sole, per generare acqua calda ed energia elettrica. La peculiarità della struttura consente di sfruttare a fondo l’energia trasmessa tramite i raggi solari e consente un’efficienza superiore ai tradizionali pannelli termici o fotovoltaici.

Alla base del progetto TESPI c’è un lungo e attento periodo di analisi che ha portato a sviluppare una serie di considerazioni tecnico-pratiche. Attualmente, l’installazione di impianti solari e fotovoltaici è vincolata dai costi elevati, ma anche dalla limitata capacità di assorbimento delle celle in silicio, capaci di catturare principalmente la porzione di radiazioni solari visibili. In aggiunta è necessario considerare il fenomeno di degradazione del silicio, quando la temperatura aumenta. Test interni hanno dimostrato come la presenza di 20 mm di acqua siano sufficienti a ridurre del 20% la radiazione solare, senza tuttavia abbassare la capacità di conversione dei materiali semiconduttori. Si è dimostrato che la minima attenuazione introdotta viene parzialmente compensata dalla migliore efficienza dei pannelli FV, ottenuta abbassando la temperatura operative degli stessi, tramite l’acqua di passaggio.

I pannelli termico-fotovoltaico TESPI basano il proprio funzionamento su queste logiche operative e sono costituiti da una camera stagna, contenente l’acqua, sovrapposta a uno strato di celle fotovoltaiche. Il pannello posteriore è di natura isolante e consente di minimizzare le perdite termiche.

Il costante passaggio dell’acqua permette di accumulare calore fino a 70°C in un apposito serbatoio coibentato. Nello stesso tempo, il modulo fotovoltaico posto al di sotto si viene a trovarsi nelle migliori condizioni per produrre energia elettrica, grazie all’effetto di dissipazione del calore ottenuto al passaggio dell’acqua. Il risultato che si ottiene è il raggiungimento di nuovi limiti di efficiente per entrambi i comparti, che lavorano in modo simbiotico e permettono un più rapido accumulo di energia.

Oltre alla maggiore efficienza, questo sistema consente una sensibile riduzione dei costi di produzione, rispetto a soluzioni concorrenti, grazie all’adozione di una specifica carenatura in policarbonato, invece di un frame di alluminio.

Nel dettaglio, l’efficienza del sistema fotovoltaico si è dimostrata poco superiore a quella di un pannello in assetto standard, l’efficienza termica è quella dei  normali collettori termici. Di conseguenza, la superficie necessaria per un impianto fotovoltaico da 3 kW  è di circa 20 – 30 mq. Il fabbisogno termico per una famiglia media può essere soddisfatto utilizzando solamente 5 mq circa. Adottando un impianto TESPI è perciò possibile sfruttare solo parzialmente i moduli ibridi, oppure realizzare una copertura standard da 30 mq, per generare calore per circa quattro unità abitative, da poter ridistribuire per eventuali altri utilizzi.