Panasonic, la prestigiosa azienda giapponese nel campo dell’elettronica, si impegna a mantenere il passo con la rivoluzione energetica che sta trasformando il mondo. L’interesse per le fonti energetiche rinnovabili è in costante crescita, soprattutto considerando l’impegno di numerosi Paesi nel raggiungere l’obiettivo di eliminare le emissioni di carbonio entro il 2050.
Per affrontare questa sfida, il gigante giapponese ha intrapreso un ambizioso progetto nel settore dell’edilizia già dal 2014. L’obiettivo principale consiste nella creazione di moduli solari trasparenti che possono essere integrati sulle finestre e sui balconi delle abitazioni del futuro, offrendo un livello di efficienza energetica comparabile a quello dei tradizionali pannelli fotovoltaici. Il progetto di Panasonic è ormai in fase avanzata, con l’azienda che ha presentato un prototipo di casa dotata di un balcone provvisto di finestre capaci di generare elettricità.
Indice
Vetro fotovoltaico: trasparenza ed efficienza energica
Il vetro fotovoltaico è una straordinaria innovazione nel campo delle tecnologie solari. Questo vetro unico è composto da due lastre di vetro temperato, con uno strato di celle fotovoltaiche inserito tra di esse, rivestito da una speciale vernice trattata con gel di silicio amorfo. Questo gel, capace di assorbire la luce, trasforma i pannelli trasparenti in semiconduttori, aprendo le porte a un’ampia gamma di applicazioni.
Le celle all’interno del vetro possono essere di diversi tipi, dal silicio cristallino alle celle a film sottile in silicio amorfo, o addirittura celle organiche e polimeriche. Tra lo strato di celle e i vetri si trova una pellicola di “polivinile-di-butirrale” (PVB), una resina plastica che garantisce la sicurezza, trattenendo i frammenti del vetro in caso di rottura.
Il gel di silicio amorfo può essere applicato internamente ai doppi vetri o superficialmente, ottimizzando l’assorbimento dei raggi solari e mantenendo una trasparenza del vetro fino al 30%, promuovendo al contempo l’illuminamento naturale degli ambienti. In caso di utilizzo dell’intercapedine, la produzione energetica può raggiungere fino a 300 watt/m2, mentre nel caso del film applicato sul vetro, il sistema può generare fino a 100 watt/m2.
La magia del vetro fotovoltaico sta nella sua semi-trasparenza. Nei vetri con celle cristalline, la luce può filtrare attraverso gli spazi vuoti tra le celle o attraverso microforature, garantendo la trasparenza desiderata. Questa tecnologia ha raggiunto livelli di trasparenza tali da renderla ideale per le abitazioni, migliorando l’efficienza energetica e l’illuminazione naturale degli edifici. Inoltre, il vetro fotovoltaico offre anche isolamento termico e acustico, contribuendo all’efficienza complessiva degli edifici.
L’innovazione italiana
L’origine delle finestre fotovoltaiche ha radici italiane, grazie all’azienda “Glass To Power” e agli studi condotti presso il dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano Bicocca. I docenti Francesco Meinardi e Sergio Brovelli hanno intrapreso questa ricerca nel 2016 con l’obiettivo di rendere gli edifici autonomi nella produzione di energia pulita, evitando modifiche invasive in termini di estetica, design e spazio fisico.
L’esperimento ha superato ogni aspettativa e, nel 2023, ha portato a un notevole risultato: un risparmio energetico fino al 40% sulle bollette di luce e gas, dimostrando il potenziale rivoluzionario delle finestre fotovoltaiche.
Le Diverse Opzioni di Finestre Fotovoltaiche
Quando si tratta di finestre fotovoltaiche, la scelta dipende da diversi fattori, tra cui l’efficienza e il grado di trasparenza. Ecco un’analisi delle opzioni disponibili:
- Finestre fotovoltaiche semitrasparenti: Queste finestre consentono il passaggio di circa il 50% della luce naturale e offrono un ottimo rendimento energetico. Sono una scelta ideale per chi cerca il giusto equilibrio tra trasparenza e produzione di energia
- Finestre fotovoltaiche trasparenti: Queste finestre permettono all’80% della luce naturale di penetrare, ma mantengono un alto grado di trasparenza simile alle finestre tradizionali. Anche se offrono prestazioni leggermente inferiori, sono perfette per chi desidera mantenere l’aspetto estetico delle finestre convenzionali.
- Finestre fotovoltaiche colorate: Questa opzione è destinata a soddisfare le esigenze estetiche di grandi edifici in contesti urbanizzati. Tuttavia, potrebbero non garantire lo stesso grado di trasparenza delle altre opzioni.
Quando si pianificano interventi di ristrutturazione nelle abitazioni residenziali, è importante considerare l’importanza dell’illuminazione naturale. In tal caso, le finestre fotovoltaiche trasparenti rappresentano una scelta saggia per garantire un flusso adeguato di luce solare all’interno degli ambienti. Ci sono sfide significative quando si utilizzano le tradizionali celle solari a base di silicio, specialmente in termini di trasparenza e design quando l’installazione si concentra sulle finestre. Ecco dove entra in gioco l’innovazione di Panasonic HD. Le loro celle solari in perovskite integrate nel vetro promettono di rivoluzionare questo settore.
Panasonic testa vetro fotovoltaico in perovskite
Panasonic HD ha sviluppato un prototipo rivoluzionario di vetro fotovoltaico perovskite che promette di trasformare l’industria dell’energia solare. In collaborazione con il partner Mitsui Fudosan Residential, questo innovativo vetro fotovoltaico verrà sottoposto a un rigoroso test di oltre un anno presso la “Future Co-Creation FINECOURT III”, una casa modello di nuova costruzione situata nella Fujisawa Sustainable Smart Town (Fujisawa SST) nella Prefettura di Kanagawa, Giappone.
I dati preliminari indicano che il livello di efficienza di conversione del vetro fotovoltaico Panasonic HD è tra i più elevati al mondo. Con un modulo di perovskite di dimensioni superiori a 800 cm2 che raggiunge il 17,9% di efficienza, si avvicina ai valori tipicamente associati ai moduli in silicio cristallino, aprendo nuove possibilità per l’energia solare integrata negli edifici.
L’innovazione dietro il vetro fotovoltaico
Panasonic HD ha compiuto passi da gigante nel campo del vetro fotovoltaico attraverso una combinazione di tecnologie all’avanguardia. Utilizzando il proprio metodo di rivestimento a getto d’inchiostro e la sofisticata tecnologia di elaborazione laser, l’azienda è riuscita a creare uno strato fotovoltaico direttamente sul substrato in vetro.
Per mantenere una trasparenza adeguata, le celle solari sono state disposte in strisce orizzontali separate tra loro. Questo approccio non solo consente di sfruttare al meglio le dimensioni delle celle e il loro distanziamento, ma permette anche di introdurre schemi di gradazione, offrendo un controllo preciso sull’ingresso di luce.
L’armonia del design e dell’energia
I vetri fotovoltaici in perovskite creati da Panasonic HD sono concepiti per diventare parte integrante del design di varie strutture architettoniche, trasformandole in autentici “generatori di energia”. L’obiettivo di Panasonic HD è chiaro: offrire la propria soluzione come un’opzione avanzata e innovativa nei settori dell’architettura e dell’energia.