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Vetro fotovoltaico. Uno sviluppo innovativo

Installare moduli solari è ormai diventato un fatto comune e consueto, ma il futuro sembra prendere nuove direzioni che potrebbero cambiare il modo stesso di progettare gli edifici: i pannelli fotovoltaici trasparenti. Finora uno dei maggiori ostacoli incontrati era la presenza di parti in metallo che diminuivano significativamente la trasparenza del vetro e perciò ne limitavano l'applicazione. La realizzazione di superfici fotovoltaiche completamente trasparenti in grado di generare energia elettrica è possibile grazie all’applicazione di minuscole celle solari in cui sono stati sostituite le parti metalliche ed i contatti elettrici con materiali sintetici traslucidi. La ricerca prevede ampi spazi di sviluppo e sono molte le realtà industriali a caccia di nuovi brevetti da lanciare sul mercato in tempi brevi.

I primi sviluppi sono stati raggiunti dalla Queensland University of Technology e dalla società australiana Dyesol (www.dyesol.com), affrontando i primi passi con le Glass Solar Cells, tecnologia che si avvaleva di un nuovo tipo di celle fotovoltaiche debolmente colorate di rosso ma comunque trasparenti.

Recentemente è la società americana New Energy Technologies (www.newenergytechnologiesinc.com) ad aver annunciato progressi nella messa a punto della sua tecnologia SolarWindow™, grazie all'utilizzo di piccolissime celle solari, le più piccole finora mai prodotte al mondo, realizzate con polimeri conduttivi trasparenti che possono essere disciolti in liquidi e essere applicati sulle superfici per mezzo di una soluzione spray con un innovativo processo in fase di brevetto.
Meetesh V.Patel, presidente e amministratore delegato, sottolinea che la svolta per il 'fotovoltaico spray' è stata proprio l'aver “sostituito con successo il componente metallico di contatto con polimeri traslucidi, raggiungendo una trasparenza significativamente maggiore: un fattore chiave nel promuovere il percorso di sviluppo commerciale dei nostri prodotti”. In questo modo tutte le superfici vetrate potrebbero diventare dei veri e propri pannelli solari in grado di captare la luce per trasformarla in energia elettrica. Il materiale usato per queste minuscole celle fotovoltaiche, che hanno dimensioni inferiori ad ¼ di un chicco di riso, possiede le stesse proprietà del silicio ma ha una capacità di gran lunga superiore di assorbire la radiazione luminosa e trasformarla in elettricità. Infatti SolarWindow™ è in grado di generare energia elettrica non solo dalla luce naturale, ma anche dalla luce artificiale degli uffici e dei locali commerciali.

Anche la società americana Konarka Technologies (www.konarka.com) ha sviluppato l'Active Solar Glass™ (ASG) in accordo con la ArchAluminum&Glass  (www.archaluminum.com). Si tratta di una serie di celle solari semi-trasparenti in plastica organica flessibile che consentono di trasformare una qualsiasi superficie di vetro in un impianto fotovoltaico, come dimostrano i prototipi di finestre realizzati con le celle solari poste tra due lastre di vetro. Le celle fotovoltaiche possono essere colorate con colori diversi, ma non sono molto efficienti: per adesso è stato raggiunto il 6% di efficienza, contro il 20% delle celle solari al silicio.

Un'altra versione della finestra fotovoltaica proviene dalla Cina. Si chiama Chin Hua Solar Glass™ ed è stata presentata all'inizio di giugno all’International Optoelectronics Week di Taipei dalla società Hua Qin. Il pannello semitrasparente in grado di trasformare in energia elettrica i raggi del sole può essere fornito in diverse gradazioni di opacità, dato che l'efficienza può essere aumentata rendendolo più scuro durante il processo di costruzione. Utilizzando una mappatura solare, sarà possibile posizionare le superfici opache nelle aree più soleggiate non solo per produrre energia, ma anche creare un senso di privacy. Questo vetro è inoltre perfetto per le serre solari, dato che la luce catturata dalle lastre di vetro si associa alla regolazione del surriscaldamento interno.

L'azienda giapponese Kyosemi Corporation (www.kyosemi.co.jp) ha invece fatto un altro passo avanti in un'altra direzione, plasmando celle solari sferiche al silicio di dimensioni ridottissime, brevettate con il nome di Sphelar™ (Spherical Solar Cell) e presentate al recente PV Expo 2010 di Tokyo, in grado di essere direttamente incorporate all'interno delle superfici vetrate ed inserite nell'infisso, con una trasparenza che può raggiungere l'80%.

Le finestre solari quindi potrebbero sfruttare al meglio una sorgente fotovoltaica in precedenza trascurata: in una casa progettata per l’efficienza energetica, dove tutti i dispositivi elettronici sono a basso consumo, possiamo immaginare che le celle fotovoltaiche trasparenti riescano ad integrare la domanda energetica, se combinati con altre strategie a basso consumo energetico. La produzione di elettricità fotovoltaica generata su vetro purtroppo non è ancora pronta per la produzione commerciale ma se i progressi registrati e la potenzialità tecnologiche saranno confermate saremo presto di fronte al superamento del concetto classico di pannello fotovoltaico. Non è chiaro quanto tempo occorrerà, ma tutto ciò potrà rappresentare uno sviluppo innovativo ed entusiasmante sia per il bilancio energetico che per il layout di un edificio.

Articolo di Andrea Cantini

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