Dai pannelli solari o fotovoltaici al vetro fotovoltaico. L’evoluzione delle fonti rinnovabili. Come funziona il vetro fotovoltaico?
Vetro Fotovoltaico cos’è e come funziona?
L’indipendenza dei combustibili fossili, nello sviluppo delle attività e della vita quotidiana dell’uomo, richiede necessariamente lo sviluppo e l’espansione di tecnologie, basate sull’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, in questo senso, vengono in contro i nuovi pannelli fotovoltaici.
La ricerca, che si sta portando avanti nel campo delle energie rinnovabili, è molto importante anche per proporre nuove forme di utilizzo dell’energia.
Questa, è volta a migliorare le prestazioni energetiche dei sistemi di generazione di energia eolica, solare, o per cercare nuove applicazioni basate sull’utilizzo di fonti rinnovabili. Così, di recente è stato sviluppato il vetro fotovoltaico.
Vetro fotovoltaico: cos’è e come funziona
Il vetro fotovoltaico, è una tecnologia basata sull’integrazione di celle fotovoltaiche in strati di vetro trasparente o semitrasparente, in grado di trasformare l’energia luminosa in energia elettrica.
Il vetro fotovoltaico, è una tecnologia che consente la conversione della luce in elettricità.
Per fare ciò, il vetro incorpora celle fotovoltaiche trasparenti a base di semiconduttori, note anche come celle solari. Le cellule sono racchiuse tra due lastre di vetro. Il vetro fotovoltaico non è perfettamente trasparente ma lascia passare parte della luce disponibile.
Gli edifici che utilizzano una notevole quantità di vetro fotovoltaico potrebbero produrre parte della propria elettricità attraverso le finestre. L’energia fotovoltaica generata è considerata elettricità verde o pulita perché la sua fonte è rinnovabile e non provoca inquinamento. Oltre al risparmio sui costi energetici, i potenziali vantaggi derivanti dall’uso del vetro fotovoltaico includono la riduzione dell’impronta di carbonio delle strutture, il contributo alla sostenibilità.
In ambienti in cui troppo calore entra con la luce, la ridotta trasparenza può anche far risparmiare sui costi di condizionamento. Le variazioni sono state progettate per ambienti in cui si desidera più luce. Ad esempio, alcune aziende produttrici di vetro solare fotovoltaico, hanno sviluppato un prodotto in vetro solare a fessura che presenta spazi tra le celle solari per consentire una maggiore penetrazione della luce.
Com’è fatto il vetro fotovoltaico?
Circa l’80% delle celle solari nel mondo sono realizzate con materiali a base di silicio. I mercati favoriscono la riduzione dei costi nel materiale e nel processo di fabbricazione. Pertanto, sono necessari materiali alternativi più economici. I metalli semiconduttori con un’ampia banda proibita, in grado di agire per fotosintesi attraverso l’uso di un colorante organico per produrre coppie di elettroni-lacuna, sono diventati una buona alternativa alle convenzionali celle solari inorganiche a base di semiconduttori.
Pertanto, sono necessari materiali alternativi più economici. I metalli semiconduttori con un’ampia banda proibita, in grado di agire per fotosintesi attraverso l’uso di un colorante organico per produrre coppie di elettroni-lacuna, sono diventati una buona alternativa alle convenzionali celle solari inorganiche a base di semiconduttori. Tali semiconduttori includono biossido di titanio, ossido di zinco e biossido di stagno che sono molto utili per le applicazioni di energia solare. I semiconduttori sono solidi cristallini, non sono né metalli né isolanti, le loro proprietà sono determinate a bassa temperatura da impurità o droganti.
Pannelli solari
La luce solare è una delle fonti rinnovabili disponibile gratuitamente ovunque. Ma la garanzia di utilizzare questa luce per l’energia solare è limitata ai parchi solari e ai pannelli sui tetti. Di recente, le celle solari trasparenti hanno attirato l’attenzione degli scienziati per la loro varietà di possibili applicazioni nella nostra vita quotidiana.
Implementazione di tecnologie di celle solari trasparenti
Le celle solari trasparenti sono già in uso per queste applicazioni in alcuni paesi, mentre altre lo sono per un futuro lontano, una volta che la loro efficienza sarà migliorata.
Le celle solari trasparenti possono trasformare le città affollate da consumatori esclusivamente di energia in centrali elettriche. Costruire il fotovoltaico integrato, noto anche come BIPV, è l’applicazione più vicina per le celle solari trasparenti.
Se tutti gli edifici con il 90% di vetro sulla superficie utilizzassero celle solari trasparenti stampate sulla superficie del vetro, le celle solari avrebbero il potenziale per alimentare più del 40% del consumo energetico di quell’edificio.
Un’altra applicazione delle celle solari trasparenti è nelle automobili e nei dispositivi elettronici.
I veicoli a energia solare sarebbero un grande passo avanti verso un futuro sostenibile. Il fotovoltaico ha il potenziale per alimentare tutti i veicoli, che se fossero dotati di pannelli fotovoltaici sulle loro superfici di vetro, le persone potrebbero avere automobili che non necessitano di carburante: un grande passo avanti nel mondo delle fonti rinnovabili.
I materiali solari trasparenti e i materiali semitrasparenti hanno iniziato a essere sviluppati negli ultimi anni. Alcune aziende hanno implementato celle solari trasparenti con un’efficienza ragionevole ma non sufficiente per competere con i pannelli solari o fotovoltaici al silicio.
Tuttavia, questa invenzione ha un alto potenziale di trasformare ogni superficie di vetro nel mondo avanzato in un pannello solare. I ricercatori stanno ora lavorando per migliorare l’efficienza di un pannello solare senza sacrificare la trasparenza; questo dovrebbe essere raggiunto nei prossimi 5 anni.
Vantaggi del vetro fotovoltaico rispetto ai tradizionali pannelli fotovoltaici
Come è facile prevedere, i principali vantaggi che il vetro fotovoltaico rispetto ai tradizionali pannelli fotovoltaici derivano dalla possibilità di generare energia elettrica da un materiale trasparente o semitrasparente.
Questo non è poco, poiché la trasparenza del vetro fotovoltaico moltiplica le possibili applicazioni di questa tecnologia in diversi campi come l’edilizia, l’industria automobilistica, l’industria aeronautica.
Vantaggi del vetro fotovoltaico
Concentrandosi sul settore dell’architettura e dell’edilizia, i principali vantaggi forniti da questa tecnologia sono:
- Rispetto all’uso del vetro tradizionale, il vetro fotovoltaico fornisce la generazione di energia elettrica attraverso l’uso dell’energia luminosa del sole e anche della luce artificiale.
Versatilità
- A differenza dei tradizionali pannelli solari, il vetro fotovoltaico può essere utilizzato anche su finestre, facciate, lucernari e persino pavimenti.
Costo contenuto
- L’installazione di questo tipo di sistemi in vetro fotovoltaico è relativamente semplice e il suo costo è stato notevolmente ridotto negli ultimi anni, tanto che l’investimento iniziale può essere ammortizzato in pochi anni grazie al risparmio energetico fornito dall’edificio.
Personalizzazione
- È un materiale personalizzabile per dimensione, spessore, forma, livello di trasparenza o colore. Inoltre non necessita di telai per i collegamenti elettrici, quindi può essere adattato praticamente a qualsiasi tipo di progetto architettonico
Controllo luminosità
- Consentono di controllare la quantità di luce che i pannelli fotovoltaici lasciano passare nell’edificio , dal 5% al 40% dell’energia luminosa che lo colpisce. I pannelli fotovoltaici, filtrano anche le radiazioni indesiderate, come i raggi ultravioletti o infrarossi.
Isolante termico e acustico
- È un ottimo isolante termico e acustico, il che significa che funziona anche a favore dell’efficienza energetica degli edifici che incorporano questo tipo di energia. Questo poiché impediscono la dispersione di calore dall’interno dell’edificio e dall’esterno. Dovuto in gran parte, grazie alla creazione di camere di argon tra le lastre di vetro. Perché le caratteristiche di questo gas inerte rendono difficile il trasferimento di energia.
