Le finestre solari trasparenti trasformano gli edifici in eroi del clima

Le finestre di vetro sono famose per la perdita di energia dentro e fuori dagli edifici, ma l’ultimo sviluppo nella tecnologia delle celle solari sta per capovolgere il copione. Le nuove finestre solari trasparenti consentono al vetro di svolgere la sua normale funzione di far entrare la luce solare negli edifici, raccogliendo anche energia dal sole e trasformandola in elettricità. Può sembrare impossibile, ma la commercializzazione matura della tecnologia è proprio dietro l’angolo.

La differenza nelle celle solari a film sottile

Le celle solari trasparenti sono in netto contrasto con le celle solari convenzionali. Le celle solari standard sono realizzate con silicio. Fanno un ottimo lavoro di raccolta dell’energia solare. Tuttavia, i pannelli solari in silicio sono pesanti, spessi e durevoli. Ovviamente non sono adatti per l’uso come finestre.

A causa del loro peso e rigidità, i pannelli solari in silicio non sono ideali anche per il rivestimento e altre applicazioni edili.

Le celle solari trasparenti sono diverse. Si formano in una soluzione liquida. Formano un film sottile quando vengono verniciati, stampati, depositati o spruzzati su vetro, plastica o altri materiali. Possono essere applicati anche su superfici curve, flessibili o irregolari.

In termini di conversione della luce solare in elettricità, il film sottile non è efficiente quanto le celle solari al silicio convenzionali. Tuttavia, il loro costo relativamente basso, la leggerezza e la gamma di applicazioni offrono alle celle solari a film sottile l’opportunità di entrare in aree in cui il silicio è troppo costoso o poco pratico.

Dal film sottile al solare trasparente

Il solare a film sottile non è una nuova tecnologia, ma bilanciare una soluzione a film sottile per catturare l’energia solare consentendo il passaggio della luce è stata una sfida. Mentre le celle solari a film sottile colorate e semitrasparenti sono già sul mercato, le celle solari completamente trasparenti e trasparenti si sono dimostrate sfuggenti, almeno fino ad ora.

Una società sull’orlo di una svolta nel mercato di massa è Ubiquitous Energy. È stato co-fondato dal professor Richard Lunt della Michigan State University, che detiene il Johansen Crosby Endowed Professor di ingegneria chimica e scienza dei materiali presso il College of Engineering della scuola.

Il solare trasparente di Ubiquitous Energy non è diverso dal vetro ordinario. Permette il passaggio della normale luce, proprio come il normale vetro. La differenza è che raccoglie energia dalla luce ultravioletta e infrarossa invisibile sul lato opposto dello spettro.

L’azienda sta pianificando la produzione in serie della sua soluzione a film sottile “UE Power” sotto forma di finestre solari trasparenti da 1,5 x 3,0 metri, o circa 9,8 piedi. Le finestre forniranno una copertura dal pavimento al soffitto sufficiente per un tipico edificio con un soffitto di 9 piedi.

La tempistica del 2024 per la produzione in serie di queste finestre solari sembra imminente, grazie a una partnership di investimento e ricerca e sviluppo con il produttore di finestre Anderson Corporation, annunciata lo scorso anno.

Lo scorso autunno, Ubiquitous Energy è stata nominata Green Company of the Year 2022 dall’organizzazione di premi crowd-sourced Business Intelligence Group. Inoltre, il co-fondatore Miles Barr si è guadagnato una posizione nell’elenco dei 100 migliori leader nel settore dell’energia ambientale compilato dall’organizzazione dei media Environmental & Energy Leaders, e Uomo d’affari La rivista ha inserito l’amministratore delegato Susan Stone nella lista delle 100 donne influenti nel 2022.

Risolvere il problema dell’uscita dall’edificio

Anche un’altra società statunitense, Next Energy Technologies, si sta attrezzando per la produzione di massa. Nel 2017, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha assegnato all’azienda 2,5 milioni di dollari in fondi integrativi, per aiutarla a commercializzare la tecnologia a film sottile organico.

Oltre alla capacità di generare elettricità, Next mira anche a dimostrare che le finestre solari possono prevenire un eccessivo aumento di calore. L’azienda sta conducendo uno studio comparativo pluriennale attraverso il Wells Fargo Innovation Incubator. Lo scorso luglio la società ha annunciato risultati che indicano che le loro finestre solari potrebbero ottenere un risparmio energetico medio del 10% in diverse regioni degli Stati Uniti rispetto alle finestre convenzionali, con un risparmio fino al 50% negli stati soleggiati tra cui New Mexico, Texas e Arizona.

Quest’ultimo sottolinea anche la necessità di una nuova generazione di tecnologie rivoluzionarie per le finestre che producono energia nel contesto degli sforzi globali per la decarbonizzazione.

“Gli edifici rappresentano quasi la metà del problema del carbonio che guida il cambiamento climatico e rappresentano niente di meno che una minaccia esistenziale per l’umanità”, ha affermato Next.

La società ha anche citato una stima secondo cui lo stock globale di edifici raddoppierà entro il 2060, il che equivale a “aggiungere un’intera New York City al pianeta ogni 34 giorni per i prossimi 40 anni”.

Su una nota più ottimistica, Next ha affermato che gli edifici si sono evoluti da strutture che assorbono energia a vetrine per il risparmio energetico. Le finestre solari possono aiutare gli edifici a fare il passo successivo e diventare piattaforme per la generazione di energia.

Finestre solari trasparenti, dalle città alle fattorie

Oltre a elevare gli edifici al livello di generazione di energia, la tecnologia solare trasparente ha anche il potenziale per cambiare il paesaggio agricolo. Una società statunitense che vede il potenziale è SolarWindow. La tecnologia “LiquidElectricity” dell’azienda può essere colorata per adattarsi a diverse applicazioni.

L’azienda si rivolge alle applicazioni automobilistiche oltre alle finestre residenziali e al vetro dei grattacieli. Prestano inoltre attenzione al campo emergente dell’agrivoltaico, che si riferisce al co-beneficio dell’attività agricola all’interno di schiere di pannelli solari montati a terra.

Gli studi hanno dimostrato che i pannelli solari funzionano meglio nel raffreddare il microclima creato dalle piante. A loro volta, i pannelli solari possono aiutare a conservare la terra e l’acqua. Possono anche migliorare i raccolti in alcuni casi.

Le prime versioni dei sistemi agrivoltaici comportavano il sollevamento di pannelli di silicio convenzionali più in alto del solito, per consentire il pascolo del bestiame e la piantagione di habitat per gli impollinatori. Più di recente, il settore agrivoltaico si è espanso in direzioni nuove e diverse, in parte grazie alla sua integrazione con il movimento dell’agricoltura rigenerativa. I produttori di energia solare stanno iniziando ad adattare i loro prodotti per applicazioni agrivoltaiche e SolarWindow è tra questi, con particolare attenzione alle colture in serra.

L’energia rinnovabile colpisci la talpa

L’emergere del solare trasparente è un’altra indicazione che l’industria dell’energia fossile sta sperimentando la sua ultima capacità di dominare il profilo energetico globale, soprattutto considerando l’attività parallela nel campo dei bioprodotti avanzati.

Il legno e l’olio di balena una volta alimentavano le economie del mondo prima che i combustibili fossili le guidassero. Ora, Madre Natura riprende il sopravvento. L’energia fossile non è silenziosa, ma se ne andrà.

Credito fotografico: Ubiquitous Energy tramite Business Wire

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