lunedì, 18 Ottobre 2021

Pannelli solari trasparenti, l’equilibrio perfetto tra estetica ed efficienza

Il prossimo futuro sarà luminoso ed efficiente: i pannelli solari trasparenti lanciano la sfida del fotovoltaico al design e all'arredo urbano.

Enrica Vigliano
Enrica Vigliano, romana per adozione. Lavora nel mondo dell’arte e della comunicazione di eventi, dopo gli studi di Archeologia e di Business dei beni culturali. Adora parimenti la matematica e la grammatica, avendo una predilezione per le parole crociate e per la vita all’aperto.

E se al posto delle finestre potessimo mettere dei pannelli solari trasparenti così da non dover rinunciare all’estetica in favore dell’ecosostenibilità?

Il sogno potrebbe non essere irrealizzabile: le ricerche nell’ambito della disciplina del fotovoltaico stando restituendo eccellenti risultati, per integrare sempre di più l’energia solare nella vita di tutti i giorni, in risposta al sempre crescente fabbisogno di corrente elettrica pulita.

Le nuove tecnologie promettono una trasformazione radicale del panorama del futuro, rendendo i pannelli fotovoltaici invisibili allo sguardo, trasparenti come i vetri delle finestre.

Dalle tegole solari alle finestre fotovoltaiche

Tesla, brand associato in molti casi a innovazioni futuristiche, ha proposto già nel 2016 le sue tegole solari, simili nell’aspetto a normali tegole di cemento o ardesia, capaci di soddisfare interamente i consumi di un’abitazione monofamiliare grazie al sottile film solare di cui sono fatte.

Ma nella vita di tutti i giorni, i pannelli solari possono essere un pugno nell’occhio, quando interrompono bruscamente, con i loro specchi neri e ingombranti, le architetture urbane, o quando invadono i tetti delle case, dei fabbricati e dei capannoni.

Pannelli solari trasparenti: anche l’occhio vuole la sua parte

Pannelli solari trasparenti_design

Ecco allora come la necessità di coniugare il detto “anche l’occhio vuole la sua parte” con l’efficienza energetica si traduce in pannelli solari trasparenti, in sostituzione delle finestre.

Pensate a un grattacielo, con tutti quegli specchi riflettenti, quanto possano produrre se collegati a un impianto fotovoltaico! L’autonomia energetica dei singoli edifici potrebbe non essere più un miraggio, ma una realtà attuabile nel giro di un decennio.

Il progetto apripista arriva dalla Corea del Sud

Il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Incheon ha sviluppato una particolare cella fotovoltaica, evoluzione dei concentratori solari luminescenti o vetrate semi trasparenti, costituita principalmente di due materiali.

Il primo, il biossido di titanio, che ha come caratteristica principale la trasparenza, assorbe la radiazione ultravioletta, nociva per l’uomo, per generare corrente elettrica, lasciando passare tuttavia passare attraverso la superficie del pannello la luce solare, esattamente come un vetro.

Il secondo, l’ossido di nichel, è il responsabile dell’eterogiunzione, ossia di generare il campo elettrico necessario per separare e indirizzare il flusso di elettroni eccitati dai fotoni verso il circuito esterno, dove viene tradotto in corrente elettrica.

Più la quantità che la qualità

Pannelli solari trasparenti al grafene

L’efficienza dei pannelli trasparenti è molto bassa, per il momento si stima un tasso di resa del solo 2-4%, ma gli studi si concentrano per portarla almeno al 10%.

Tuttavia, potendo coprire vaste porzioni di edifici e superfici non necessariamente ortogonali, la scarsa efficienza potrà essere compensata dall’impiego su vasta scala dei pannelli trasparenti.

Nel momento in cui la produzione su vasca scala sarà avviata, questa tecnologia non intrusiva, amica dell’ambiente e del paesaggio potrà essere applicata su fabbricati industriali, edifici commerciali, macchine, automobili e persino in ogni singola abitazione.

Leggi anche: Dimenticate il carica batterie, ecco i pannelli fotovoltaici flessibili

Tipologie di pannelli trasparenti per usi diversi

Al pari dei pannelli fotovoltaici tradizionali, esistono diverse tipologie di pannelli solari trasparenti, a seconda della tecnologia sviluppata.

In termini di durata e di performance, tutti i modelli sono allineati sugli standard attuali del fotovoltaico, per un rendimento medio di 20-25 anni.

Pannelli solari semitrasparenti

Pannelli solari trasparenti_colorati

Quelli semitrasparenti, per esempio, possono assorbire il 60% della radiazione solare che li colpisce, trasformandone circa il 7,2% in corrente elettrica.

Sono rivestiti da un microfilm composto da alcuni sali semiconduttori e sono particolarmente indicati in agricoltura o nell’installazione di serre agricole.

Pannelli solari trasparenti architettonici

La Onyx Solar, leader mondiale nella produzione di vetri solari architettonici, produce finestre e coperture solari trasparenti da applicare su facciate, muri perimetrali, pavimenti e terrazzamenti, in sostituzione dei materiali tradizionali ma con le stesse qualità di coibentazione e tenuta termica/acustica.

Tra i suoi record anche l’installazione dei vetri solari sulla torre Tanjon Pagar, il centro finanziario di Singapore, con una tettoia composta da 2600 metri quadrati di pannelli solari trasparenti.

Tende solari

La starup SolarGaps ha creato delle tende parasole, da sfruttare principalmente all’interno degli uffici, in grado di produrre 100 watt per ogni metro quadrato di esposizione, abbastanza per alimentare tre computer portatili allo stesso tempo.

Il vantaggio delle tende solari è che possono essere inclinate in modo graduale e vantaggioso, a seconda del mutare dell’incidenza dei raggi solari nell’arco della giornata.

Pellicole solari per finestre

Pannelli solari trasparenti_come appaiono

Un’altra interessante ricerca operata dalla Ubiquitous Energy in collaborazione con NSG Group, produttore di vetro, ha sviluppato una tecnologia innovativa chiamata ClearView Power, da applicare sui vetri delle finestre già esistente, con una conversione del 9,8%.

Si tratta di un sottile strato fotovoltaico che può essere applicato direttamente sulla superficie del vetro durante la realizzazione degli specchi per le finestre.  

Pannelli solari trasparenti Glass to power

Anche l’Italia figura tra i più promettenti ideatori e produttori di pannelli solari trasparenti. L’Università della Bicocca, a Milano, sta avviando la produzione di un prodotto simile per resa ma diverso per struttura da quello creato in Corea del Sud.

I pannelli solari trasparenti del team di ricercatori del professor Franco Meinardi, si basano sul principio di separare i due processi implicati nell’effetto fotovoltaico.

Da una parte un pannello trasparente cattura la luce solare e la converte sotto forma di radiazione infrarossa, dall’altra le celle lungo i bordi della finestra, nascoste sotto gli infissi, sono quelle che effettivamente producono energia elettrica, incanalandola verso trasformatori e impianti di accumulo.

Leggi anche: Riduci fino al 92% la bolletta della luce con i pannelli fotovoltaici

Enrica Vigliano
Enrica Vigliano, romana per adozione. Lavora nel mondo dell’arte e della comunicazione di eventi, dopo gli studi di Archeologia e di Business dei beni culturali. Adora parimenti la matematica e la grammatica, avendo una predilezione per le parole crociate e per la vita all’aperto.

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