Dove non è possibile installare i pannelli fotovoltaici ma si vuole sfruttare lo stesso la luce solare per la produzione di energia elettrica, i vetri fotovoltaici possono costituire una soluzione innovativa. Una soluzione tecnologicamente avanzata ed esteticamente bella.
Nell’era della sostenibilità, anche l’architettura fa la sua parte e crea, a braccetto con la tecnologia, nuove soluzioni che siano sia ecologiche e funzionali sia esteticamente belle e versatili.
Ecco allora i vetri fotovoltaici: belli come una finestra, sono detti infatti anche finestre fotovoltaiche, e intelligenti come un pannello fotovoltaico.
Cosa sono i vetri fotovoltaici e come funzionano
I vetri fotovoltaici sono dei normali vetri dotati di un pannello fotovoltaico thin film, a film sottile, in grado di immagazzinare il calore prodotto dal sole e trasformarlo in energia elettrica.
I vetri fotovoltaici sono una tecnologia sviluppata negli ultimi anni da un progetto del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università Bicocca di Milano e dal suo settore interno Centro MIB-SOLAR per lo studio di materiali, processi e dispositivi per l’energia solare.
Sono infatti in corso vari progetti per l’integrazione del fotovoltaico negli edifici: Building Integrated Photovoltaics BIPV (Fotovoltaico integrato negli edifici).
Gli studi realizzati e in continuo sviluppo hanno consentito la nascita di un prodotto molto apprezzato nell’ambito dell’architettura sostenibile e adattabile sia a edifici grandi come centri dirigenziali o commerciali sia ai piccoli edifici come abitazioni private.
Le caratteristiche
A differenza dei vetri normali, i vetri fotovoltaici contengono un materiale otticamente attivo: questo materiale può essere applicato sulla superficie del vetro oppure inserito nell’intercapedine in vetrocamera trasformando la lastra di vetro in pannello semiconduttore.
Il vetro può essere utilizzato per realizzare delle finestre, ecco perché si usa anche il termine finestra fotovoltaica.
A seconda dell’applicazione del materiale, in superficie o all’interno, cambia la produttività del vetro: se il materiale è posto sulla superficie, il vetro fotovoltaico può produrre fino a 100 Watt per metro quadrato, mentre nell’intercapedine può arrivare a produrre fino a 300 Watt.
I vari tipi di vetri fotovoltaici
Esistono diversi tipi di vetri fotovoltaici in base al materiale che si utilizza per il pannello fotovoltaico:
- Con celle cristalline, realizzate con silicio policristallino o monocristallino;
- Con celle solari organiche, realizzate con rotoli sottili di carbonio;
- Con silicio amorfo, disponibile anche in gel.
Per quanto riguarda l’aspetto estetico, possiamo avere tre tipi di soluzioni:
- Semitrasparenti, con luce scura ed elevata produzione di energia elettrica;
- Trasparenti, offrono luce naturale ma producono meno energia elettrica;
- Cromogenici, che si adattano in funzione di luce, temperatura e variazione di tensione elettrica. Questi a loro volta si distinguono quindi in:
- Fotocromici, che cambiano in base all’intensità della luce esterna;
- Termocromici, che si adattano alla temperatura;
- Elettrocromici, che variano con la diversa tensione elettrica.
Di recente realizzazione sono infine i vetri fotocromatici colorati per unire bellezza e sostenibilità e soddisfare le esigenze di progetti architettonici originali.
I vantaggi e gli svantaggi
Anche se relativamente giovani, i vetri fotovoltaici offrono molta versatilità ma, oltre ai vantaggi, occorre tenere in considerazione anche gli svantaggi.
I vantaggi
I vetri fotocromatici sono anche utili come isolamento termico e acustico e il loro impatto estetico è molto ridotto perché, a livello visivo, sono praticamente uguali al vetro normale.
Possono inoltre essere utilizzati anche in edifici dove non è possibile installare un impianto fotovoltaico tradizionale, offrendo molta stabilità e performance elevate.
Utilizzano materiali ecologici e rappresentano una soluzione ottima per l’efficienza energetica dell’edificio e della sostenibilità ambientale.
Gli svantaggi
Il rendimento non è equiparabile ai pannelli fotovoltaici classici anche se contribuiscono all’utilizzo di spazi che non potrebbero ospitare i pannelli fotovoltaici.
A differenza degli impianti fotovoltaici non possono essere orientati e inclinati in base alla luce solare e hanno un costo maggiore. In più, devono essere posizionati in luoghi dove è disponibile una lunga esposizione solare in modo da massimizzare l’investimento e utilizzare al massimo la loro tecnologia.
Infine, in caso di rottura di una cella, occorre sostituire l’intera finestra.
L’architettura sostenibile
Nell’impegno costante di una riduzione dell’inquinamento e di un utilizzo più consapevole e rispettoso delle risorse naturali, anche il settore dell’edilizia cerca nuove soluzioni più sostenibili per l’ambiente.
L’utilizzo di materiali naturali e di tecnologie in grado di ridurre l’impatto ambientale ha portato infatti allo sviluppo della bioedilizia e dell’architettura sostenibile.
Con queste soluzioni è possibile progettare edifici sostenibili che andranno poi a costituire le città sostenibili e i centri urbani del futuro sempre più intelligenti, le smart city, in grado di raccogliere e analizzare dati per l’ottimizzazione delle risorse disponibili.
Dal cittadino privato che progetta la sua casa fino all’amministrazione locale che costruisce la città, tutti possiamo impegnarci nell’applicazione di tecnologie rispettose dell’ambiente per realizzare nuovi edifici belli e funzionali.
