Quando parliamo di Physical Vapor Deposition (PVD), facciamo riferimento a quel trattamento che consente di ottenere rivestimenti in film sottili (tra le decine di nanometri e i micron) tramite evaporazione sottovuoto. Il materiale realizzato grazie a questo processo risulta estremamente resistente e con alta capacità di assorbimento, a fronte di perdite di calore ridotte.
Per questo motivo, il rivestimento PVD si presta a una molteplicità di applicazioni innovative, soprattutto nel campo dell’energia solare.
Quando il trattamento PVD, poi, viene impiegato nel rivestimento dell’alluminio, i risultati sono sorprendenti: le proprietà superficiali del metallo possono essere modificate per massimizzarne i benefici e ottimizzarne le caratteristiche di assorbimento e riflessione.
Rivestimenti PVD, tra superfici assorbenti e riflettenti
Nel campo dell’energia solare, il rivestimento PVD viene utilizzato per la realizzazione di superfici in alluminio assorbenti e riflettenti.
Le prime risultano particolarmente efficaci quando si ha necessità di riscaldare fluidi – che si tratti di acqua o liquidi industriali. In queste situazioni, l’alluminio PVD permette un’alta capacità di assorbimento a fronte di una bassissima ri-emissione del calore nell’ambiente, contribuendo così a migliorare l’efficienza di tutto l’impianto.
La caratteristica principale delle superfici di alluminio riflettenti, invece, è quella di deviare i raggi solari (e quindi il calore) in determinati punti. In questo caso, per esempio, è possibile surriscaldare dei fluidi con l’intento di produrre energia elettrica.
Rivestimento PVD, maggiore riflessione con minore dispersione di calore
Sempre più spesso, il trattamento PVD viene impiegato nella realizzazione di lastre di alluminio e rame ad alte prestazioni. Queste, a loro volta, vengono utilizzate per progettare e produrre collettori in grado di convertire l’energia solare in calore.
Il materiale PVD assorbente è particolarmente adatto a questo tipo di applicazione, proprio perché consente di sfruttare al massimo l’energia solare. Rispetto ad altre soluzioni, infatti, permette di assorbire maggiore energia in entrata (fino al 95%) a fronte di una ridotta emissione di calore (fino al 4%). Disperdendo meno calore in uscita, quindi, è possibile convertire la luce solare in calore in modo estremamente efficiente. I campi di applicazione sono molteplici: dall’uso domestico (principalmente per il riscaldamento dell’acqua) alla sanificazione, al riscaldamento di interi ambienti.
Una superficie PVD riflettente, invece, permette di raggiungere riflessioni elevatissime (fino al 98%) ed è preferibile in quei contesti in cui è necessario concentrare l’irraggiamento solare, come negli impianti a concentrazione.
PVD, tra applicazioni ordinarie e innovative
Il trattamento PVD nel settore dell’energia solare si è diffuso soprattutto negli ultimi tempi. Considerato una delle più promettenti tecnologie a film sottile, i vantaggi che questo processo presenta sono soprattutto un elevato potenziale di efficienza, la possibilità di ridurre i costi e l’adattabilità a una serie di substrati, compresi i pannelli flessibili.
Le superfici realizzate con rivestimento PVD vengono maggiormente impiegate nella realizzazione di materiali assorbenti e riflettenti, tra cui:
- collettori parabolici (CSP), che convertono l’energia solare in termica;
- Concentrated PhotoVoltaic (CPV), per la produzione di energia elettrica;
- Concentratori Parabolici Composti (CPC), per produrre acqua calda sanitaria;
- micro-concentratori CSP (Concentrated Solar Power) con sistemi di collettori lineari Fresnel, per produrre calore di processo in ambito industriale;
- collettori solari, per la produzione di acqua ad alta temperatura.
Il rivestimento PVD, realizzato con particolari accorgimenti, può offrire anche una buona resistenza alla corrosione dell’alluminio, prestandosi anche ad applicazioni innovative, come nel caso dei collettori solari non vetrati. La non necessità di una protezione del materiale PVD (quale il vetro) non solo riduce il costo e il peso del pannello, ma favorisce il suo utilizzo sia nell’ecosistema domestico, sia in spazi che presentano condizioni ambientali avverse.
Basti pensare al caso dei da fonti fossili.
Un materiale ancora più sostenibile
Rispetto ad altri trattamenti, il processo PVD è meno impattante per l’ambiente. A differenza della verniciatura, non vengono utilizzati solventi: l’intero trattamento viene realizzato senza l’utilizzo di bagni chimici e senza che risultino acque reflue o emissioni di scarico che richiedano un trattamento speciale.
Combinando efficienza, durevolezza e riduzione dei costi, i rivestimenti PVD possono quindi promuovere ulteriormente il passaggio a energie pulite, contribuendo contestualmente alla decarbonizzazione dell’industria e delle città.
