Queste nuove lastre LSC  sono facilmente integrabili negli  edifici (il cosiddetto Building Integrated PhotoVoltaics – BIPV) e non solo, per esempio negli stipiti delle finestre o lucernari fotovoltaici, involucri edilizi, serre, barriere antirumore, cartellonistica stradale e in tutte le applicazioni  nelle quali è richiesta generazione di elettricità e contemporanea illuminazione degli ambienti.

Il programma di ricerca di Eni dedicato alle energie rinnovabili, col supporto di importanti collaborazioni esterne (come l’alleanza pluriennale con il Massachussets Institute of Technology, M.I.T.), è stato avviato nel 2007, anno nel quale l’Istituto Donegani di Novara, struttura dedicata sino ad allora alla chimica industriale, è diventato Centro specializzato per la Ricerca sulle Energie “Non Convenzionali”. Di questo programma l’energia solare rappresenta una componente fondamentale e la ricerca, finalizzata a uno sfruttamento diffuso della risorsa, si sviluppa lungo tre direttrici principali:

– la cattura della radiazione solare

– la sua trasformazione in energia utilizzabile (termica/elettrica)

– il suo immagazzinamento.

La concentrazione è materia importate perché l’energia solare è certo  largamente disponibile ma in forma distribuita, peculiarità che comporta scarsa efficienza dei dispositivi e, di conseguenza, l’utilizzo di vaste superfici per produzioni significative. Da qui la convenienza a concentrarla su piccole superfici. In questo ambito, uno dei progetti su cui Eni sta lavorando è lo sviluppo di concentratori solari luminescenti (Luminescent Solar Concentrator – LSC). Si tratta di lastre di materiale trasparente, plastico o vetroso, all’interno del quale sono dispersi coloranti fluorescenti, cioè sostanze in grado di assorbire una quota della radiazione ricevuta dal sole e di riemetterne una parte all’interno della lastra medesima.

La radiazione riemessa, di caratteristiche (spettro di lunghezze d’onda) diverse da quella incidente, è guidata per riflessione interna verso i sottili bordi della lastra, dove sono disposte celle fotovoltaiche convenzionali di piccole dimensioni che trasformano l’energia radiante, concentrata e di spettro diverso, in energia elettrica.

La capacità di questi dispositivi di generare energia elettrica è legata alle proprietà dei coloranti fluorescenti utilizzati: sono i coloranti infatti responsabili dell’assorbimento della radiazione solare incidente e della ri-emissione di parte dell’energia assorbita.

I principi fisici della tecnologia LSC sono noti dalla fine degli anni Sessanta, ma le insufficienti proprietà ottiche e la scarsa stabilità nel tempo dei coloranti utilizzati ne hanno ritardato lo sviluppo agli ultimissimi anni. In questo contesto, la ricerca Eni assume un ruolo di primissimo piano. Sono state depositate dal Centro Ricerche Donegani diverse domande di brevetto per coloranti originali con caratteristiche ottiche adatte all’utilizzo in LSC.

A differenza dei dispositivi fotovoltaici tradizionali, sistemi di questo tipo funzionano bene anche in condizioni di scarsa illuminazione diretta (alba, tramonto o cielo nuvoloso) in virtù del fatto che la concentrazione della radiazione migliora l’efficienza delle celle disposte ai bordi. Le caratteristiche di questi dispositivi li rendono adatti all’integrazione in edifici (il cosiddetto Building Integrated PhotoVoltaics – BIPV), per esempio attraverso finestre o lucernari fotovoltaici, involucri edilizi, serre, applicazioni in generale nelle quali è richiesta generazione di elettricità e contemporanea illuminazione degli ambienti.

La pensilina solare fotovoltaica realizzata con lastre fotoattive gialle trasparenti (LSC) in grado di produrre energia per la ricarica di biciclette elettriche

Nel novembre 2012 è stata inaugurata a Roma, nella sede della Divisione Refining & Marketing di Eni, la prima pensilina solare fotovoltaica: l’impianto, realizzato su scala dimostrativa con materiali proprietari, è composto da 192 lastre fotoattive gialle trasparenti (LSC) per una superficie totale di 60 m2 e in grado di produrre una potenza pari a 500 Wp, utilizzati per la ricarica di biciclette elettriche. La pensilina è utilizzata come “laboratorio a cielo aperto” per studiare il comportamento dei concentratori nel tempo e in varie condizioni di luce. I dati, registrati attraverso un sistema di monitoraggio in continuo, sono analizzati con l’obiettivo di ottimizzare l’ingegneria di futuri dispositivi, al fine di aumentarne l’efficienza e la stabilità e di rendere i costi maggiormente competitivi.