Cos'è e come funziona un impianto fotovoltaico trasparente
Un pannello fotovoltaico trasparente è in grado di produrre energia elettrica a partire dall'assorbimento dei raggi ultravioletti ed infrarossi della luce solare. Queste radiazioni, al contrario della luce normale, sono invisibili all'occhio umano e per questo il pannello è traslucido. Questo tipo di impianto è costituito da vetro o da materiali plastici trasparenti che permettono un migliore resa architettonica rispetto ai comuni pannelli scuri. Le lastre trasparenti sono dei concentratori luminescenti di radiazioni solari. Al loro interno si trovano delle particelle di sostanze reattive alla luce, come molecole fluorescenti organiche, semiconduttori nanocristallini o sostanze metallo-organiche. La luce viene assorbita e poi veicolata verso i bordi del pannello dove è trasformata in corrente elettrica da cellule fotovoltaiche classiche. Questa nuova tecnologia consente di produrre pannelli trasparenti da utilizzare come finestre, pensiline o parapetti di balconi, sostituendo quindi altri elementi architettonici.
Tipologie di fotovoltaico trasparente
Ci sono tre diversi tipi di tecnologie di questi particolari pannelli solari: i pannelli al gel di silicio, i pannelli a base organica ed i pannelli a base di grafene. Nel primo tipo di impianto si impiega del silicio amorfo applicati sotto forma di sottile pellicola sulla lastra di vetro oppure inserendo un'intercapedine con del gel trasparente. Il film al silicio arriva a generare 100 watt al metro quadrato mentre il gel può arrivare a ben 300 watt. Gli impianti con pannelli fotovoltaici trasparenti a base di sostanze organiche sono una soluzione economica la cui realizzazione richiede basse quantità di energia. Le temperature necessarie alla produzione di questi pannelli, infatti, non sono molto alte. I pannelli organici assorbono bene i fotoni e generano elettricità, ma garantiscono sempre un'ottima trasparenza. Gli impianti fotovoltaici al grafene non sono ancora sul mercato perché in fase di sperimentazione. Il materiale è un sottilissimo film di atomi di carbonio che promette un incremento energetico del 50%.
Applicazioni attuali del fotovoltaico trasparente
Al giorno d'oggi in commercio non ci sono ancora finestre formate da pannelli fotovoltaici trasparenti, un'ambizione che sarà però soddisfatta in un prossimo futuro. Una simile soluzione è ideale per una casa ecologica, a ridotto impatto ambientale, che non trascuri però l'aspetto estetico dell'abitare. Attualmente tra le applicazioni del fotovoltaico trasparente abbiamo i lucernari, che uniscono la produzione energetica alla protezione dai raggi del sole fornendo una certa ombreggiatura. I frangisole fotovoltaici possono offrire un effetto di schermatura per muri e tetti di vetro, oltre a generare corrente. Questa soluzione è indicata soprattutto per edifici pubblici grandi come i centri commerciali. Le serre fotovoltaiche, con diverso grado di trasparenza, sono un'altra vantaggiosa soluzione che unisce gli scopi agricoli con quelli di produzione energetica.
Alcuni difetti del fotovoltaico trasparente
Benché il vetro fotovoltaico trasparente non sia ancora un prodotto commerciale, fu studiato per la prima volta 40 anni or sono. Il motivo per cui non è ancora tanto diffuso risiede nel fatto che finora non ha mostrato una grande efficienza energetica e che era troppo sensibile agli agenti atmosferici. Generalmente solo l'1% della luce solare catturata è trasformata in corrente elettrica quando i normali impianti fotovoltaici arrivano al 7%. Tuttavia i progressi della ricerca scientifica e della tecnologia sono recentemente riusciti a produrre pannelli trasparenti in grado di raggiungere un'efficienza del 4%. Quando il rendimento energetico sarà del 5% potrà cominciare la commercializzazione su larga scala. Un altro difetto del fotovoltaico trasparente, applicato alle finestre o alle pareti di un edificio, è l'impossibilità di essere inclinato e quindi orientato in modo da essere colpito dai raggi solari nel modo migliore. Finestre e pareti sono in posizione fissa a 90° con il suolo ed il sole batterà quindi sempre in maniera poco efficace, tranne che all'alba ed al tramonto.
