Oledwind: presto sarà possibile avere luce naturale in ambienti chiusi h24

Oledwind: presto sarà possibile avere luce naturale in ambienti chiusi h24

Non a caso l’uomo, fin dall’antichità, ha fatto oggetto di venerazione il sole e la sua luce. Esso, infatti, è importantissimo per la vita e la salute, e i suoi effetti benefici si trasmettono anche sull’umore e lo stato psicologico delle persone.

Al giorno d’oggi però, passiamo gran parte del nostro tempo all’interno di edifici nei quali la luce naturale contribuisce solo in minima parte all’illuminazione necessaria.

In generale, abitazioni, luoghi di lavoro, uffici pubblici e scuole utilizzano sorgenti luminose artificiali che raramente replicano il contenuto spettrale e di intensità della luce naturale. Ciò ha conseguenze sul benessere abitativo e sulla salute degli occupanti, specialmente in caso di presenza prolungata in tali ambienti.

Come possiamo ovviare a ciò e simulare l’apporto di energia luminosa naturale? Avete mai sentito parlare di OLEDWIND?

Si tratta di una nuova tecnologia che consentirà di realizzare finestre intelligenti in grado di giorno, di svolgere il ‘normale’ compito di far entrare la luce naturale, mentre dal crepuscolo in poi, grazie agli OLED inseriti nel vetro, manterranno il livello desiderato di luminosità negli ambienti. Una rivoluzione che entrerà nelle case e negli uffici grazie a costi accessibili ed a un risparmio notevole sulla bolletta dell’elettricità.

Così Maria Grazia Maglione, ricercatrice del Laboratorio Nanomateriali e Dispositivi nel Centro Ricerche ENEA Portici (Napoli) anticipa questo nuovo progetto, ancora agli albori.
In sostanza fra qualche anno si potranno comprare infissi come quelli normali, ma al posto del vetro si potranno montare vetri che produrranno anche elettricità. Parliamo di finestre illuminanti che consentiranno di avere luce naturale in ambienti chiusi h24; starà poi alla domotica gestire queste fonti di energia per alimentare elettrodomestici, impianti di illuminazione o altro.

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Progetto OLEDWIND

OLED

Fig.1_Analisi dei punti di forza e di debolezza, e delle opportunità e dei pericoli per la tecnologia OLED (SWOT analysis)_©OE-A

I protagonisti di questo innovativo progetto sono l’azienda campana Materias S.r.l. e l’ENEA, dalla cui collaborazione nasceranno le finestre illuminanti del domani.

L’ idea di base del progetto è il ripensare le modalità di illuminazione degli ambienti di vita. In che modo? Impiegando nuovi tipi di sorgenti luminose, più simili alla luce naturale e cioè che producano luce diffusa, che non siano abbaglianti e che abbiano un contenuto spettrale eventualmente regolabile. In più queste particolari nuove sorgenti, secondo la Ricercatrice Maglione, dovranno essere anche efficienti, cioè a basso consumo, costar poco; dovranno utilizzare materiali facilmente reperibili e sostenibili; biodegradabili e che a fine vita siano facilmente gestibili e riciclabili, quindi ecocompatibili.

Nella prima fase del progetto, la ricerca sarà focalizzata sullo sviluppo di prototipi OLED semitrasparenti che prevedono l’impiego di materiali e processi a basso impatto ambientale ed ecosostenibili, per il loro possibile utilizzo in finestre intelligenti per l’illuminazione di interni.

“Qui la collaborazione con Materias S.r.l. riguarderà l’individuazione dei materiali, il miglioramento di alcune fasi di processo e la valutazione dei risultati raggiunti per pianificare lo sviluppo di OLED con prestazioni migliorate”, sottolinea Maglione.

In una seconda fase saranno incrementate l’area emissiva e le prestazioni generali dei dispositivi, inclusa la stabilità nel tempo.

“Questo permetterà di interfacciarci con aziende dell’illuminotecnica potenzialmente interessate a nuove soluzioni di illuminazione – settore in cui l’industria italiana è tra le prime al mondo – ma anche con i produttori e gli installatori di infissi e serramenti, che avrebbero la possibilità di presentare finestre innovative con dispositivi OLED integrati”, conclude Maglione.

Dispositivi luminescenti OLED per applicazioni di illuminazione

L’elemento chiave di questo progetto è, come abbiamo visto, la tecnologia OLED abbinata agli elementi trasparenti dell’involucro edilizio. Vediamo cosa sono.

OLED

Fig.2_Roadmap delle applicazioni OLED lighting: sviluppo di differenti generazioni di prodotti, da medie ad alte prestazioni e larga area, e capacità di indirizzarsi verso differenti mercati_ ©Holst Centre / Organic Electronic Association

Gli OLED (Organic Light Emitting Diode) sono dispositivi elettro-luminescenti organici, cioè dispositivi composti da strati di materiali organici sovrapposti, che emettono luce quando vengono attraversati da corrente elettrica.

I vantaggi principali sono: larga area di emissione, flessibilità, generazione di luce diffusa, dispositivi sottili e leggeri, efficienza, emissione di una vasta gamma di colori. Nel settore dell’illuminotecnica, gli OLED, che spesso vengono proposti in maniera complementare ai noti LED inorganici, rappresentano la più innovativa delle soluzioni. Non sono abbaglianti e non si riscaldano, come invece le più comuni lampade in commercio.

Quali sono i limiti di questa tecnologia?

Per quanto riguarda il settore dell’illuminazione, la tecnologia OLED è in teoria più efficiente di quella attuale, anzi può arrivare fino al doppio dell’efficienza rispetto alla tecnologia delle lampade a basso consumo, ma finora è stato dimostrato solo in laboratorio. Purtroppo, ad oggi, non esiste un singolo materiale che emette omogeneamente su tutto lo spettro, generando luce bianca, ma è necessario un accurato bilanciamento dell’emissione quasi monocromatica di diversi materiali (almeno due) al fine di ottenere il tono di bianco desiderato, sia esso “colorless” o “warm white” (secondo lo standard CIE 1931).

C’è ancora della strada da percorrere, ma questo è sicuramente il futuro. Non ci sono problemi sulla tonalità della luce perché intervenendo con minime variazioni sulla composizione del materiale si ottengono luci calde, fredde e via dicendo.

La durata è da valutare in proporzione al costo. Se l’investimento non è altissimo la durata relativamente breve è accettabile, altrimenti no. La durata insomma è da rapportare al costo della tecnologia: si supereranno questi problemi in 4-5 anni.

In conclusione…Con delle finestre illuminanti molto probabilmente si otterrà in ambienti chiusi un’illuminazione diffusa pressoché perenne, soluzione che però può avere i suoi pro e contro.

La luce diffusa è, tendenzialmente, una luce che non crea problemi. È tipica delle giornate con il cielo coperto, dove le nuvole agiscono come un immenso diffusore per la luce del sole, oppure in aree all’ombra o in giornate di foschia. L’illuminazione diffusa si fa apprezzare per l’uniformità di irradiazione della luce. Illuminando in questo modo si evitano zone d’ombre che possono dar fastidio (e forse mal adattarsi agli ambienti moderni).

OLED

Fig.3_Riflessione diffusa e speculare da una superficie

Se da un lato la quasi totale mancanza di direzione aiuta a creare ambienti “rilassati”, da un altro lato rende quasi inesistenti le ombre, dunque la tridimensionalità, il contrasto, con conseguente appiattimento degli ambienti.

Ciò non toglie però che la luce diffusa ha anche caratteristiche interessanti: suggerisce atmosfere eteree, leggere, mistiche e questo va sfruttato! Come ogni cosa, la verità sta nel mezzo: una buona composizione ed un uso intelligente dei colori sono il vero segreto per creare “scene tridimensionali rilassanti”, ambienti confortevoli agli occhi di chi vive gli ambienti interni.

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Luisa Daraio è un Ingegnere Edile abilitato alla professione, Tecnico Competente in Acustica Ambientale e Coordinatore per la sicurezza CSP e CSE. Da sempre interessata al mondo delle costruzioni, ha iniziato il suo percorso lavorativo già durante l’università, collaborando, in maniera continuativa, con uno studio tecnico. Laureata alla Facoltà di Ingegneria della Federico II di Napoli, dal 2017 ha sviluppato conoscenze e competenze nel settore BIM, infrastrutture per le telecomunicazioni e progettazioni impiantistica e sostenibile. Dal 2019 è iscritta nell’ENTECA (Elenco Nazionale dei Tecnici Competenti in Acustica Ambientali).

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