Celle solari, lo spazio spinge la nuova frontiera della transizione

L'industria spaziale ha conosciuto una crescita straordinaria negli ultimi anni, trainata dagli avanzamenti tecnologici e dall'incremento del coinvolgimento del settore privato. Al centro di questo sviluppo sta l'innovazione, guidata da tecnologie come le celle solari spaziali, che svolgono un ruolo fondamentale nel plasmare il futuro dell'esplorazione e dell'utilizzo dello spazio.

Questo settore avrà un impatto significativo sulla base industriale specializzata in avionica, vettori spaziali e tecnologie all'avanguardia. Non solo, diversi settori strategici saranno influenzati dallo sviluppo spaziale, inclusa l'energia. Il crescente numero di assetti in orbita richiederà un maggiore focus sulle tecnologie di alimentazione sostenibile e efficiente. È quindi fondamentale analizzare i trend relativi alle tecnologie di alimentazione solare dei satelliti, specialmente considerando che l'Italia è un leader nella produzione di satelliti di piccole dimensioni.

La nuova frontiera di alimentazione dei satelliti sono le cosiddette “celle solari” ad uso spaziale. Queste celle sono progettate per convertire l'energia solare in elettricità, sopravvivendo nelle condizioni estreme dello spazio per alimentare satelliti e veicoli spaziali. Leggere e compatte, sono essenziali per ridurre i costi di lancio e massimizzare la capacità di carico utile.

Tra le aziende che si distinguono in questo ambito c'è CESI, una multinazionale con sede a Milano specializzata in servizi di consulenza e testing nel settore energetico e dell'ingegneria civile. CESI vanta una vasta esperienza nella produzione di celle solari per agenzie spaziali di tutto il mondo. I laboratori di Milano hanno prodotto più di 250.000 celle solari per oltre 90 satelliti civili, servendo clienti provenienti da oltre 25 Paesi diversi.

Con oltre trent'anni di esperienza nella ricerca, sviluppo e produzione di celle solari ad alta efficienza per applicazioni spaziali, CESI è uno dei principali fornitori mondiali di celle a giunzione multipla. Utilizzando materiali come arseniuro di gallio (GaAs) e indio-gallio-fosforo (InGaP), tali celle possono garantire un'efficienza del 30%, superiore al 20% delle celle tradizionali al silicio. Questi materiali semiconduttori, particolarmente il GaAs, sono in grado di convertire efficacemente la radiazione solare in energia elettrica, assorbendo l'energia nei primi pochi micron della cella e resistendo meglio alle radiazioni e alle temperature estreme dello spazio, garantendo una maggiore durata e prestazioni.

L’obiettivo? Il miglioramento continuo dell’efficienza, delle prestazioni e dell’autosufficienza dei vettori spaziali. Da ottenere attraverso i risultati positivi dettati dall’innovazione e della crescita della precisione di ogni processo. Gli studiosi e gli esperti del settore stanno affrontando con impegno le sfide legate alla fotovoltaica attraverso innovazioni nella scienza dei materiali e nei processi di produzione.

Nonostante le difficoltà lungo il cammino, la determinazione e l'ambizione dei ricercatori stanno spingendo avanti i confini della tecnologia solare. In questo contesto, CESI sta giocando un ruolo chiave, contribuendo attivamente alla ricerca e allo sviluppo nel settore. L'azienda ha intrapreso ricerche mirate a ridurre i costi di produzione e a innovare i processi di assemblaggio delle celle solari.

Un esempio di innovazione è rappresentato dalla ricerca sull'"Asseblaggio Integrale" (IA), condotta in collaborazione con ASI e ESA. Questo studio mira a trovare soluzioni alternative per evitare l'uso costoso e pesante del vetro di copertura nelle celle solari spaziali, specialmente in missioni a bassa radiazione. Se riuscita, questa innovazione potrebbe rivoluzionare il settore fotovoltaico spaziale, riducendo i costi di lancio e migliorando l'efficienza complessiva. Nel contesto di un'umanità sempre più orientata all'esplorazione spaziale, l'importanza delle celle solari diventerà sempre più evidente, rappresentando una delle principali fonti di energia nello spazio.