Le finestre fotovoltaiche “made in Italy” sposano l’ecologia

La ricerca nazionale mette a segno un altro punto nel campo del fotovoltaico integrato in edilizia. Creato un materiale a basso impatto ambientale e ad alto rendimento per la realizzazione di concentratori solari a luminescenza

finestre fotovoltaiche italiane
Lastra di plexiglas trasparente contenente una dispersione del materiale organico che agisce da concentratore solare a luminescenza (LSC). Credits: CNR

Nuovi materiali organici aumentano la sostenibilità delle finestre fotovoltaiche italiane

(Rinnovabili.it) – Si aggiorna la ricetta delle finestre fotovoltaiche italiane. Una nuova ricerca condotta da CNR e Università di Milano Bicocca in collaborazione con l’azienda produttrice Glass to power, ha segnato un’ulteriore tacca nell’efficienza di questa innovativa soluzione di fotovoltaico integrato (BIPV). Come? Creando un concentratore solare a luminescenza che fosse a basso impatto ambientale e alto rendimento.

I concentratori solari luminescenti o Luminescent Solar Concentrator (LSC) sono una tecnologia nota da tempo nel mondo energetico. Si tratta di dispositivi in grado di raccogliere la radiazione solare in entrata, convertendola in luminescenza e concentrandola verso celle solari per la produzione di elettricità. Questa soluzione si sta rilevando un valido candidato per la realizzazione di finestre fotovoltaiche facili da ingrate ed esteticamente attraenti.

Sulle potenzialità degli LCS per il solare integrato in edilizia, Glass to Power – spin off Università di Milano-Bicocca – ci sta lavorando da prima del 2018 e con ottimi risultati.

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Le finestre fotovoltaiche realizzate dall’azienda acquistano oggi un nuovo materiale frutto della ricerca congiunta tra l’ateneo milanese e i ricercatori dell’Istituto di struttura della materia del CNR. Come emerge dall’articolo pubblicato sulla rivista Joule – Cell Press (testo in inglese) il materiale in questione è un derivato del benzotieno-benzotiofene (BTBT), un semiconduttore cristallino liquido che stanno suscitando molto interesse nel campo energetico.

“Il funzionamento si basa una proprietà intrinseca di molte classi di molecole organiche, cioè la capacità di assorbire la radiazione solare su un ampio spettro di lunghezze d’onda e di riemetterla con rendimento elevato ad una lunghezza d’onda differente e ben separata”, spiega Giuseppe Mattioli (Cnr-Ism). “Molecole che possiedono queste caratteristiche e che risultano altamente stabili al calore ed alla luce vengono disperse all’interno di lastre di Plexiglas per finestre: la radiazione solare viene così assorbita e poi riemessa dalle molecole, e la lastra fornisce la più economica ‘guida d’onda‘ per intrappolare la radiazione e convogliarla ai bordi”.

L’innovazione frutto del nuovo studio sta nella sintesi del materiale: un processo semplice e rapido, privo di solventi e quindi più ecologico. Gli scienziati hanno fatto affidamento unicamente su tecniche meccanochimiche: i reagenti sono miscelati a secco in un vibromiscelatore (“mulino a sfere” o “ball miller”). Questo, aggiunge Luca Beverina  dell’Università di Milano-Bicocca, “garantisce elevate rese a bassi tempi di contatto anche in assenza di solvente, con un rapporto in peso tra scarto e prodotto di ben 50 volte inferiore rispetto a quello associato ad altre molecole di efficienza confrontabile”.

I vantaggi non finiscono qui. “A differenza dei pannelli fotovoltaici utilizzati finora – che sono opachi e scuri, o semi-trasparenti – questo sistema permette di realizzare lastre trasparenti, con benefici dal punto di vista sia estetico sia funzionale”, prosegue Mattioli. “Il principio di funzionamento del dispositivo, infine, permette di superare gli attuali vincoli di posizionamento, ad oggi particolarmente stringenti in termini di inclinazione ed orientazione rispetto al sole. I dispositivi fotovoltaici basati sui concentratori solari a luminescenza rappresentano, in questo quadro, un complemento insostituibile per gli impianti convenzionali”.

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