Energia elettrica prodotta dalle finestre di casa, senza perdere in trasparenza, luminosità ed estetica. L’innovazione di un gruppo di ricercatori della Corea del Sud, potrebbe cambiare radicalmente la concezione degli edifici del futuro, grazie ad un’implementazione dei sistemi fotovoltaici integrati nei palazzi, i cosiddetti BIPV, (acronimo di Building Integrated Photovoltaics), che utilizzano il vetro per catturare la luce del sole. Qual è la novità? È il vetro modellato testato dagli scienziati asiatici che supera le limitazioni tipiche dei moduli fotovoltaici BIPV, ormai oggetto di studio da almeno una decina di anni, che hanno prestazioni energetiche ridotte, a causa del loro design e delle proprietà ottiche; infatti il prototipo coreano grazie alla specifica morfologia della superficie del vetro modellato e “all’orientamento verticale rivolto a sud rispetto alla latitudine del sole”, scrivono gli scienziati nella pubblicazione scientifica, ha un alto rendimento energetico, con una perdita minima, ma senza peggiorare l’estetica, elemento importante di un edificio.
Prima di capire un po’ di più sulla portata dello studio, facciamo un salto indietro. Le prime prove tangibili sulla concretezza di questa nuova tecnologia fotovoltaica risalgono al 2014, quando i ricercatori della Michigan State University hanno sviluppato la prima tecnologia fotovoltaica completamente trasparente. Tecnologia che usa molecole organiche per assorbire lunghezze d’onda non visibili della luce, come l‘ultravioletto e il vicino infrarosso, che permettono il passaggio della luce visibile, viene indirizzata ai bordi del pannello, dove sottili strisce di celle fotovoltaiche la convertono in elettricità. I primi esperimenti però, avevano un’efficienza di conversione energetica troppo bassa, appena l’1%, ma recentemente si è arrivati al 10%.
I BIPV, che in italiano sono chiamati fotovoltaico architettonicamente integrato, hanno la duplice funzione di fungere da elemento architettonico dell’involucro edilizio e di generare energia; infatti, sono utilizzati in tre ambiti in prevalenza, e cioè come coperture, ad esempio di tegole e lucernari, oppure sulle facciate degli edifici, tra cui le finestre, infine come integrazione esterna, come parapetti per balconi. Tornando alla ricerca asiatica, ogni modulo conteneva due semicelle, che sono state tagliate utilizzando l’elaborazione laser e interconnesse tramite saldatura a filo, per le quali sono state usati diversi materiali, tra cui etilene vinil acetato, polietilene, polietilene tereftalato, mentre i moduli sono stati realizzati in vetro convenzionale spesso 3,2 mm e per il BIPV un vetro modellato da 5 mm.
“Questo tipo di vetro è comunemente utilizzato in applicazioni architettoniche e di interni in cui la privacy e la diffusione della luce sono fondamentali, offrendo una texture visiva unica che imita l’aspetto delle gocce di pioggia”, ha spiegato il team coreano, che per la prima volta ha condotto l’esperimento su un tetto durante i due mesi estivi di giugno e luglio, con entrambi i moduli allineati verso sud e con un angolo di inclinazione di 90 gradi, raccogliendo i vari parametri di resa energetica, insieme a temperatura e dati di irradiazione ogni tre minuti per entrambi i moduli.
Ebbene il risultato del test di confronto tra i due tipi di moduli in vetro convenzionale e modellato è piuttosto interessante, perché se fino ad oggi gli studi hanno segnalato rese energetiche inferiori nei sistemi BIPV, questo particolare tipo di modulo con vetro modellato, ha mostrato una riduzione dello 0,5% della resa energetica “a causa della tensione a circuito aperto (Voc) inferiore causata dal vetro più spesso (5 mm) rispetto al vetro di riferimento (3,2 mm)”, si legge nella pubblicazione scientifica. Questo risultato fa ben sperare per il futuro della ricerca, perché il risultato suggerisce che i moduli BIPV di vetro modellato siano i candidati migliori per sviluppare sistemi fotovoltaici rivolti a sud e verticali da integrare a edifici per produrre energia a costo zero, ma senza rinunciare all’efficienza energetica.
