Sottili e flessibili, con uno spessore di soli 80 micron. Ecco come sono fatte le celle solari di nuova generazione, che stanno già alimentando migliaia di satelliti in orbita intorno al nostro pianeta: o almeno così sono fatte quelle prodotte dal Centro elettrotecnico sperimentale italiano (Cesi), una delle eccellenze italiane della space economy, la cui sofisticatissima tecnologia spaziale è molto utilizzata nel mondo, specie negli Stati Uniti.
“Stiamo vivendo un momento importantissimo dell’economia spaziale: si sta passando da una situazione più istituzionale ad una più commerciale, fatta cioè di iniziative e investimenti da parte di privati”. Così Domenico Villani, amministratore delegato del Cesi, racconta a Wired il futuro della space economy, in cui anche l’Italia potrà giocare un ruolo non secondario. Attivo nell’ingegneria energetica per l’elettricità e le rinnovabili, il Cesi (controllato da Eni e Terna) progetta, produce e testa nei laboratori di Milano (l’asset industriale più esteso del capoluogo lombardo) le celle solari che già alimentano oltre cento satelliti civili per clienti di venticinque paesi nel mondo, facendo ricorso a tecnologie proprietarie e brevetti. L’azienda italiana è infatti uno dei quattro produttori mondiali di questa tecnologia e l’unico a controllo totalmente europeo. “Noi facciamo celle da oltre 30 anni, oggi stiamo andando a questa azienda un posizionamento diverso che consenta di essere a livello di attori internazionali anche dal punto di vista produttivo nel mercato”, spiega Villani.
Una nuova tecnologia
Tra gli artefici di questa eccellenza italiana c’è Roberta Campesato, responsabile del settore Spazio al Cesi e mente della nuova generazione di celle solari. Come ha spiegato a Wired, l’efficienza delle nuove celle del Cesi raggiunge il 30%, il doppio di quelle tradizionali usate sulla terra nei pannelli solari. Questo le rende idonee sia per le missioni in orbita terrestre bassa (Leo) che per quelle in orbita geostazionaria (Geo). Le celle solari sviluppate da Cesi presentano un raggio di curvatura che consente loro di essere arrotolate, conferendo loro una notevole flessibilità, una caratteristica ideale per l’integrazione con qualsiasi struttura spaziale.
Questa peculiarità non solo semplifica l’apertura dei pannelli solari, ma contribuisce anche a un significativo risparmio di peso, un aspetto cruciale nell’ambito aerospaziale se si considera che in satelliti che devono essere spediti in orbita pesano in media 6 tonnellate. La tecnologia del Cesi è detta “a tripla giunzione”, perché composta da tre celle solari singole “sovrapposte una sull’altra” composte da uno strato di germanio (Ge), uno di arseniuro di gallio (GaAs), e un’altro di indio-gallio-fosforo (InGaP). Questo assetto è già stata testa in un anno di volo a bordo della missione spaziale Eureka, sul Modulo Asga (Advanced solar generator assembly). “Per quanto riguarda il futuro – ironizza Villani – in realtà è già qui, oggi”. La prossima generazione di celle, a quattro giunzioni e dello spessore di un capello, arriverà ad un’efficienza ancora maggiore (del 35%). E saranno celle così sottili e flessibili che è addirittura pensabile poterle applicare sulle tute spaziali degli astronauti.
I progetti
In questo periodo il Cesi si trova in un periodo di fervente attività e di nuovi accordi. Uno dei più importanti è quello con la tedesca SpaceTech GmbH, specializzata nella produzione di satelliti spaziali, del valore di oltre 100 milioni di euro, estendibili fino a cinque anni. Questo accordo prevede la fornitura di centinaia di migliaia di celle solari per equipaggiare fino a otto satelliti al mese. L’attività dell’azienda nel 2019 ha registrato un fatturato di circa 139 milioni di euro e un Ebitda di 20 milioni di euro.
Ma il piano è quello di aumentare ancora di più la produzione. Solo un anno fa, l’azienda aveva siglato un accordo del valore di 13 milioni di euro con l’Agenzia spaziale italiana (Asi) nell’ambito del progetto “Space factory” del Piano nazionale di ripresa e resilienza (Pnrr), che prevede la creazione di celle solari che forniranno l’energia necessaria ai satelliti spaziali italiani per garantire la copertura di internet in tutto il mondo, compresi i poli. Inoltre il progetto, che avrà una prima fase della durata di 36 mesi, non si limita alla produzione di componenti satellitari, include anche iniziative volte alla ricerca, alla formazione e all’innovazione tecnologica. Come tiene a spiegare Villani, “non sono progetti mordi e fuggi. Noi ci stiamo quasi sposando: abbiamo preso l’impegno di operare insieme all’Asi per ulteriori 15 anni in modo da garantire anche all’industria italiana questi prodotti così strategici”.
