C’è ma non si vede. È il fotovoltaico trasparente

I pannelli fotovoltaici trasparenti sono una delle frontiere più affascinanti della produzione energetica rinnovabile. In grado di coniugare sostenibilità e design, sono al centro di un crescente interesse tra i ricercatori e gli utenti.

Nel campo delle energie rinnovabili il ramo del fotovoltaico è sicuramente uno dei più attivi e promettenti. Studi e ricerche stanno progredendo per rendere questa tecnologia sempre più performante, economica, integrabile e anche esteticamente appetibile. In questa direzione vanno per esempio gli studi legati al fotovoltaico organico e del fotovoltaico trasparente.

Quest’ultimo, in particolare, è un trend in crescita che risponde all’esigenza di chi desidera ottimizzare le prestazioni del proprio edificio, senza trascurare il design e l’impatto estetico dell’impianto.

Una combinazione in grado di ampliare moltissimo il raggio d’impiego e le potenzialità del fotovoltaico stesso.

 

Vetri fotovoltaici, cosa sono e come funzionano

Il fotovoltaico trasparente utilizza celle solari invisibili a occhio nudo, integrandole all’interno di moduli plastici o vetrosi.

In pratica, questi pannelli riescono, contemporaneamente, a far filtrare la luce, come una normale finestra, e ad assorbire le lunghezze d’onda vicine all’infrarosso e i raggi ultravioletti, trasformandoli in energia.

Una doppia funzionalità, in cui il plus principale sta nella capacità di migliorare l’impatto estetico di un classico impianto, facendolo letteralmente “scomparire”.

I materiali utilizzati per la costruzione di questi moduli sono plastici o vetrosi e ne esistono di diversi tipi in commercio. Alcuni sono semi-trasparenti e composti da due strati di vetro, tra i quali sono poste le tradizionali celle fotovoltaiche visibili (qui la luce penetra solo tra le intercapedini tra una cella e l’altra); altri sono completamente trasparenti e in grado di produrre energia fotovoltaica attraverso il materiale stesso di cui sono composti. Di questi ultimi ne esistono, a loro volta, di diverse tipologie: a base di grafene; a base organica (la più efficiente ed economica); e con gel di silicio.

 

A che punto siamo con la tecnologia

I primi traguardi su questo fronte erano stati raggiunti già nel 2013 da un team di ricercatori del MIT, che aveva realizzato il primo sistema in grado di far filtrare attraverso il modulo più del 70% della luce visibile.

Un risultato importante, che ha però evidenziato subito il principale ostacolo di questa tecnologia: l’efficienza era molto bassa (pari al 2%). Come spesso accade nel campo della ricerca però, l’importante era aprire la strada.

Da allora, infatti, gli studi sono proseguiti, portando nuovi risultati e confermando l’interesse verso questo tipo di soluzioni.

Nel 2014 il team della Michigan State University, guidato  dal professor Richard Lundt (già a capo degli studi del MIT) realizzò il primo concentratore luminescente completamente trasparente, arrivando a una efficienza del 5%. Ancora pochissimo, ma un ulteriore passo in avanti.

Nel 2017 lo stesso Lundt ha pubblicato uno studio sulla rivista Nature in cui confermava il trend in crescita di questo settore, spiegando come le tecnologie solari trasparenti con trasmissione della luce parziale sviluppate negli ultimi 30 anni avessero avviato metodi di integrazione impossibili con i moduli convenzionali. Lo scienziato precisava anche come la diffusione su larga scala delle fonti rinnovabili, necessaria per compensare il consumo globale di energia, potesse essere ulteriormente accelerata dallo sviluppo di celle solari completamente invisibili.

Usi, pro e contro del fotovoltaico trasparente

La modularità, la versatilità e la praticità d’installazione (non richiedono un sito apposito, come il tetto nel caso del fotovoltaico tradizionale) rendono i pannelli fotovoltaici trasparenti una soluzione ideale in molti casi. Dai lucernari di abitazioni private, alle tettoie degli edifici pubblici, alle vetrine di spazi commerciali.

Un ambito in cui questa tecnologia si sta diffondendo in modo specifico è quello agricolo, dove i vetri fotovoltaici possono essere utilizzati per la costruzione di intere serre. Un modo smart e sostenibile per coniugare la coltivazione ortofrutticola o botanica, ottimizzando la produzione di energia green.

Il vantaggio principale, dunque, è proprio  che questi pannelli non richiedono interventi invasivi e possono essere installati come sostituti dei normali vetri.

Il principale svantaggio, invece, è che essi sono, allo stato attuale, molto meno efficienti, dei pannelli tradizionali. Attualmente i pannelli fotovoltaici trasparenti sono in grado di convertire solo il 12% della luce assorbita in energia elettrica utilizzabile. Inoltre bisogna considerate che, se installati come sostituti delle finestre i pannelli fotovoltaici trasparenti, a differenza di quelli classici, vengono esposti al sole con un angolo di 90°, a fronte dei consueti 45°.

Tuttavia la ricerca sta progredendo e lascia ben sperare in un futuro in cui l’efficienza del fotovoltaico trasparente aumenterà sensibilmente. In questo modo si può ipotizzare un utilizzo molto più trasversale e ampio di questa tecnologia, che potrebbe essere applicata anche ai finestrini delle automobili e altri mezzi di trasporto, rendendole vere e proprie fonti mobili di energia green.

 

Alice Zampa

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