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Curiosità

Finestre fotovoltaiche, il futuro dell’energia pulita

Nella corsa all’ecosostenibilità si aggiunge un nuovo strumento per la produzione di energia rinnovabile: le finestre fotovoltaiche. Ma cosa sono?

Le finestre fotovoltaiche sono più di semplici finestre, sono infatti costituite da particolari vetri in grado di assorbire le radiazioni solari per generare l’energia elettrica necessaria a soddisfare il fabbisogno di un’unità abitativa. L’impatto visivo risultante è nullo, ciò è possibile grazie all’utilizzo di uno speciale gel trasparente contenente silicio amorfo che viene applicato sulla superficie del singolo vetro o inserito nell’intercapedine di una vetrocamera.

A seconda del punto di applicazione il risultato nel rendimento energetico è totalmente differente:

• utilizzando il gel con silicio amorfo sulla superficie del vetro si ha una produzione elettrica fino a 100 watt per metro quadro;

• inserendolo nell’intercapedine del singolo vetro si ha una produzione di quasi il triplo, ovvero 300 watt per m2.

Nuovi materiali organici aumentano la sostenibilità delle finestre fotovoltaiche italiane

Si aggiorna la ricetta delle finestre fotovoltaiche italiane. Una nuova ricerca condotta da CNR e Università di Milano Bicocca in collaborazione con l’azienda produttrice Glass to power, ha segnato un’ulteriore tacca nell’efficienza di questa innovativa soluzione di fotovoltaico integrato (BIPV). Come? Creando un concentratore solare a luminescenza che fosse a basso impatto ambientale e alto rendimento.

I concentratori solari luminescenti, o Luminescent Solar Concentrator (LSC), sono una tecnologia nota da tempo nel mondo energetico. Si tratta di dispositivi in grado di raccogliere la radiazione solare in entrata, convertendola in luminescenza e concentrandola verso celle solari per la produzione di elettricità. Questa soluzione si sta rivelando un valido candidato per la realizzazione di finestre fotovoltaiche facili da integrare ed esteticamente attraenti.

Quali tipologie di finestre fotovoltaiche esistono?

Le finestre fotovoltaiche si presentano di stile e design differente in base al luogo in cui vengono installate e alla funzione che devono assolvere:

finestre fotovoltaiche con vetri semitrasparenti in film sottile di silicio amorfo che lasciano passare nell’edificio una luce molto scura e con una produzione elevata di energia elettrica bloccando l’assorbimento del calore e dei raggi infrarossi da parte dei vetri, e dunque, anche all’interno della struttura;

finestre fotovoltaiche con vetri trasparenti che garantiscono le stesse prestazioni di una finestra tradizionale, ma producendo energia elettrica attraverso l’assorbimento delle radiazioni solari, fanno passare la luce e non il calore.

I vantaggi e gli svantaggi delle finestre fotovoltaiche

Le finestre con vetro fotovoltaico integrato mettono a disposizione diversi vantaggi, infatti si tratta di strutture piuttosto stabili, senza nessun impatto negativo sulla resistenza. Inoltre, non riducono eccessivamente l’irraggiamento naturale della casa, poiché garantiscono fino all’80% di trasparenza. Al contrario assicurano prestazioni abbastanza elevate, sono realizzate con materiali ecologici, hanno un costo contenuto e consentono un altro risparmio energetico all’interno della propria abitazione. Così, come ogni prodotto anche i vetri fotovoltaici hanno degli svantaggi. Quest’ultimi, difatti li si può notare in termini di rendimento, infatti un impianto fotovoltaico tradizionale può essere orientato e inclinato a seconda dell’irraggiamento solare. Le finestre fotovoltaiche, invece, sono posizionate sempre in verticale e questa posizione riduce la produzione di energia rispetto a un sistema classico a pannelli.

Vetri cromogenici: cosa sono e come funzionano

Di tipologie di vetri fotovoltaici non ne esiste solamente uno, anzi sono molteplici. Tra questi troviamo i vetri cromogenici. Questi vetri fanno parte della famiglia dei vetri fotovoltaici e sono in grado di assumere un comportamento che dipende dalla luce, dalla temperatura e dalla differenza di potenziale elettrico applicato. Ce ne sono diversi tipi:

• i vetri fotocromici sono quelli la cui trasparenza e il controllo colare cambiano nel tempo in base alla luce;

• i vetri termocromici se la trasparenza e il calore cambiano a seconda della temperatura;

• i vetri elettrocromici se le caratteristiche cambiano in base alla variazione di una tensione elettrica.

EnergyGlass e la sua proposta di finestre fotovoltaiche

Tra le varie aziende che si sono specializzate in questo mercato, ne troviamo persino una italiana. Il suo nome è EnergyGlass e la sua proposta di vetro fotovoltaico possiede una caratteristica che lo distingue da altri. Tale peculiarità risiede nella sua capacità strutturale, infatti non necessita di alcun sostegno esclusi i profili per l’incasso. Oltre ad essere autoportanti, questi vetri sono anche estremamente personalizzabili in misure, spessori, trasparenze, colori, serigrafie, isolamenti termici acustici. Inoltre grazie alla presenza delle celle, conferiscono al vetro la capacità di ombreggiare e quindi di ridurre l’irraggiamento all’interno dell’edificio.

A livello strutturale i vetri di EnergyGlass presentano un’organizzazione stratificata dove le celle fotovoltaiche si trovano incapsulate tra due vetri di sicurezza più esterni e due strati interni composti in PVB o polivinilbuttirale, ossia una materia plastica direttamente a contatto come le celle.

I primi uffici con vetri fotovoltaici

Tra le prime aziende che ha voluto scommettere sui vetri fotovoltaici vi è la svedese Skanska che ormai da qualche anno testa le prestazioni degli uffici dotati di vetri solari in perovskite. Skanska si occupa principalmente della progettazione e dello sviluppo di edifici, e ha stipulato un accordo commerciale con un’azienda polacca, la quale si occupa di curare l’aspetto progettuale di questi vetri. Il nome di questa azienda è Saule Technologies e si occupa di produrre moduli fotovoltaici in perovskite semitrasparenti. Questa innovativa tecnologia si pone come un’alternativa al solare in silicio in quanto i moduli in perovskite risultano più leggeri e facili da progettare di quelli in silicio, inoltre offrono nuove opportunità agli architetti e alle società di costruzione intenzionati ad utilizzare l’energia solare.

I principali progressi ottenuti Saule sono sicuramente stati il raggiungimento di stabilità e resistenza all’acqua e inoltre l’adattamento della produzione alla stampa a getto d’inchiostro, ciò permette di personalizzare la forma, il colore e le dimensioni a seconda della richiesta del cliente  e di installare quindi il vetro ovunque vi sia un’area libera sull’edificio, non limitandosi dunque solo al tetto.

I prezzi delle finestre fotovoltaici

Abbiamo già parlato di come sui vetri fotovoltaici venga applicato un gel composto da silicio amorfo, elemento che sta alla base del processo fotovoltaico. Il silicio, attraverso una serie di processi, viene trasformato in semiconduttore e lavorato in modo da essere applicato sulla superficie. Ciò non influisce in maniera eccessiva sul costo di mercato, infatti il prezzo del vetro fotovoltaico è 2 euro per ogni watt di elettricità prodotto.

In media il costo è di circa 50 euro al metro quadro, una cifra piuttosto irrisoria se confrontata con quella di un pannello fotovoltaico tradizionale, in cui la spesa è di circa 5 euro per ogni watt di potenza. Una differenza sostanziale, dunque, di 3 euro a watt, un aspetto che rende le finestre fotovoltaiche una soluzione economica e piuttosto vantaggiosa, ideale per delle piccole installazioni domestiche.

I vantaggi nell’utilizzo dei vetri fotovoltaici sono molteplici, ma come abbiamo visto altrettanti sono i difetti. Sarà quindi il futuro a dirci se si tratta di un invenzione rivoluzionaria o meno.