Esistono pannelli solari trasparenti per finestre?

Non importa quanto siano fonti di energia sostenibili, ecologiche e pulite, i pannelli solari convenzionali richiedono un’ampia area di installazione e un investimento iniziale pesante. A causa di queste limitazioni, è difficile introdurli nelle aree urbane (soprattutto nei quartieri con molti condomini o negozi). Ma grazie al ai pannelli solari trasparenti, presto potrebbe non essere più così. I ricercatori hanno creato pannelli solari trasparenti che, secondo loro, potrebbero essere utilizzati come finestre per la generazione di energia nelle nostre case, edifici e persino appartamenti in affitto.

Se questi pannelli trasparenti sono davvero in grado di generare elettricità in modo efficiente in termini di costi, i giorni delle normali finestre potrebbero passare mentre parliamo.

Presto potremmo avere accesso all’energia solare a basso costo indipendentemente da dove viviamo e, per renderlo ancora migliore, potremmo sbarazzarci di quelle orribili interruzioni di corrente che si verificano ogni tanto perché, con pannelli solari trasparenti simili al vetro, ogni casa e ogni condominio potrà generare autonomamente la propria energia.

Le nuove tecnologie dei pannelli solari sono destinate a trasformare il panorama globale dell’energia solare. Alcune di queste promettenti tecnologie sono già in fase avanzata di sviluppo e potrebbero arrivare sul mercato abbastanza presto.

Con queste innovazioni, il solare non richiederà più ampi appezzamenti di terreno o antiestetici spazi sul tetto. Le tegole solari esteticamente attraenti e altamente efficienti, ad esempio, stanno già creando attraenti tetti solari.

Che cos’è una finestra a pannello solare e come funziona?

Qualsiasi tipo di tecnologia che utilizzi le finestre sugli edifici per generare elettricità dal sole potrebbe essere classificata come una finestra a pannelli solari.

La tecnologia delle finestre solari (a volte indicata come vetro solare) non è ancora pronta per la produzione commerciale, il che significa che non sono disponibili per l’installazione nella tua casa. Tuttavia, ci sono diverse tecnologie per finestre solari in fase di sviluppo che potrebbero raggiungere il mercato di massa nel prossimo futuro.

Le finestre trasparenti dei pannelli solari sarebbero ipoteticamente in grado di sostituire i normali vetri delle finestre, mentre i tradizionali pannelli solari sono un’aggiunta a un tetto precedentemente installato. Di conseguenza, questo tipo di tecnologia solare viene spesso definito “fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV)”. Il tetto solare di Tesla è un’altra tecnologia recente che rientra nell’ambito del BIPV.

Le tecnologie BIPV offrono molti potenziali vantaggi: molti proprietari di case le adorano perché possono essere molto più esteticamente attraenti e di facile manutenzione rispetto alle tradizionali opzioni solari, a seconda del tipo di installazione.

Perché la tecnologia del vetro solare non è ovunque? La risposta semplice è la funzionalità. I tradizionali pannelli solari opachi utilizzano la tecnologia fotovoltaica, il che significa che catturano energia sotto forma di luce e la utilizzano per generare elettricità. Poiché le finestre hanno lo scopo di far passare la luce, le finestre che fungono da pannelli solari devono riconciliare il passaggio della luce in entrata per illuminare una stanza e anche catturare la luce in entrata da utilizzare per la produzione di energia.

Una finestra solare che non lascia abbastanza luce agisce semplicemente come un pannello solare montato verticalmente; se lascia entrare troppa luce, la finestra non può generare abbastanza elettricità per essere conveniente. Affinché le finestre dei pannelli solari abbiano un impatto sul mercato solare, devono diventare veramente integrate negli edifici e non invadenti utilizzando la tecnologia dei pannelli solari trasparenti.

Una panoramica dei pannelli solari trasparenti

Per generare energia dalla luce solare, le celle solari incorporate in un pannello solare sono necessarie per assorbire la radiazione solare. Pertanto, non possono permettere alla luce solare di attraversarli completamente (come può fare una finestra di vetro). Quindi all’inizio l’idea di pannelli solari trasparenti potrebbe sembrare assurda e del tutto illogica perché un pannello trasparente non dovrebbe essere in grado di assorbire le radiazioni.

Ma non è necessariamente così, hanno scoperto i ricercatori. In realtà, non è affatto così. I pannelli solari creati dagli ingegneri dell’Università del Michigan sono costituiti da concentratori solari luminescenti trasparenti (TLSC). Composto da cianina, il TLSC è in grado di assorbire selettivamente la radiazione solare invisibile, comprese le luci infrarosse e UV, e di lasciar passare il resto dei raggi visibili.

Quindi, in altre parole, questi dispositivi sono trasparenti all’occhio umano (molto simile a una finestra) ma assorbono comunque una frazione della luce solare che possono poi convertire in elettricità. È una tecnologia relativamente nuova, sviluppata per la prima volta solo nel 2013, ma sta già assistendo ad alcuni sviluppi impressionanti.

I pannelli dotati di TLSC possono essere stampati sotto forma di sottili lastre trasparenti che possono essere ulteriormente utilizzate per creare finestre, schermi di smartphone, tetti di automobili, ecc.

A differenza dei pannelli tradizionali, i pannelli solari trasparenti non utilizzano silicone; sono invece costituiti da uno strato di ossido di zinco ricoperto da uno strato di IC-SAM a base di carbonio e da uno strato di fullerene. Gli strati IC-SAM e fullerene non solo aumentano l’efficienza del pannello, ma impediscono anche la rottura delle regioni che assorbono le radiazioni delle celle solari.

Sorprendentemente, i ricercatori della Michigan State University (MSU) affermano anche che i loro pannelli solari trasparenti possono durare 30 anni, rendendoli più durevoli della maggior parte dei normali pannelli solari. Fondamentalmente, potresti dotare le tue finestre di queste celle solari trasparenti e ottenere elettricità gratuita senza troppi problemi per decenni. Non sorprende che questa prospettiva abbia eccitato molte persone.

Efficienza dei pannelli solari trasparenti in corso di sviluppo

Ubiquitous Energy, con sede in California, sta anch’essa lavorando a un sistema “ClearView Power” che mira a creare un rivestimento solare in grado di trasformare il vetro utilizzato nelle finestre in pannelli solari trasparenti. Questo rivestimento solare consentirà alle finestre di vetro trasparente di assorbire le radiazioni infrarosse ad alta energia, l’azienda afferma di aver raggiunto un’efficienza del 9,8% con le celle solari ClearView durante i test iniziali.

Tutti questi entusiasmanti sviluppi indicano che prima o poi potremmo anche essere in grado di installare finestre solari trasparenti per la generazione di energia nelle nostre case. Un cambiamento così piccolo nel modo in cui produciamo energia, su scala globale, potrebbe rivelarsi un grande passo avanti verso un mondo più efficiente dal punto di vista energetico.

Se questo sembra quasi troppo bello per essere vero, in un certo senso lo è. L’efficienza di questi pannelli solari completamente trasparenti è di circa l’1%, sebbene la tecnologia abbia il potenziale per raggiungere un’efficienza di circa il 10%, rispetto al 15% che abbiamo già per i pannelli solari convenzionali (alcuni efficienti possono raggiungere il 22% o addirittura un po’ più alto).

Quindi l’efficienza non è ancora del tutto necessaria per rendere efficienti le celle solari trasparenti, ma potrebbe arrivarci in un futuro non troppo lontano. Inoltre, il fascino di questo sistema è che può essere implementato su piccola scala, in aree in cui non sono possibili normali pannelli solari. Non devono sostituire i normali pannelli solari, devono solo integrarli.