Dalla Cornell University, una copertura solare intelligente che segue la luce solare e migliora l’efficienza energetica in contesti urbani
Un team di ricercatori della Cornell University sta sviluppando una copertura solare flessibile, stampabile in 3D e bio ispirata capace di orientarsi verso il sole modificando la sua stessa forma. Il progetto ribattezzato HelioSkin punta a creare un’alternativa bella ed efficace che possa rivestire grattacieli, coprire stadi o riqualificare giardini, generando allo stesso tempo energia solare ed incrementando la capacità di protezione passiva contro il surriscaldamento.
L’alternativa al pannello fotovoltaico
Come sottolinea Jenny Sabin, professoressa di architettura della Cornell University a capo del progetto, HelioSkin tenta di sviluppare una soluzione alternativa al classico pannello fotovoltaico rigido, generando al suo posto una struttura quasi tessile, esteticamente interessante, leggera ma altrettanto performante.
“Ciò di cui siamo davvero appassionati è come il sistema possa non solo produrre energia in modo passivo, ma creare ambienti trasformativi in contesti urbani o urbano-rurali”, ha detto Sabin. “La sostenibilità riguarda le prestazioni e la funzionalità, ma allo stesso tempo, riguarda anche la bellezza e il coinvolgimento delle persone, affinché si entusiasmino e vogliano partecipare. L’obiettivo finale è ispirare l’adozione su larga scala del solare per un impatto sociale”.
Puntare ad un’edilizia low carbon bella ed efficiente
C’è una domanda che accomuna tutti i progetti della professoressa Sabin: in che modo gli edifici e i loro sistemi materiali integrati potrebbero comportarsi per trarre ispirazione dagli organismi, rispondendo e adattandosi ai loro ambienti locali?
“La natura non è efficiente”, sottolinea Sabin. “È resiliente, e la biologia è qui per giocare a lungo termine, su scale temporali molto più lunghe”. Ispirandosi a questo concetto, il team vuole invertire la tendenza altamente emissiva del comparto delle costruzioni, mostrando un’alternativa accessibile ai proprietari di casa.
Combinando progettazione computazionale, fabbricazione digitale e stampa 3D per creare filtri e pannelli fotovoltaici personalizzati, il team di ricerca è riuscito a generare questa copertura solare capace di aumentare l’assorbimento della luce orientandosi sempre verso il Sole.
La chiave di questo progetto è stata l’analisi dei meccanismi dell’eliotropismo, ovvero il modo in cui i girasoli seguono la luce solare.
Copertura solare tessile ispirata ai girasoli
A ispirare HelioSkin è la pianta di Arabidopsis, definita “il moscerino della frutta del mondo vegetale” per la sua semplicità cellulare. Questa pianta è un modello perfetto per analizzare i meccanismi eliotropici, ovvero il modo in cui l’elemento vegetale segue il Sole.
La pianta è capace di regolare la curvatura del fusto in risposta alla luce, grazie a un raffinato gioco ormonale che provoca l’espansione del 25% delle cellule sul lato in ombra. Un semplice ma efficace movimento che consente alla pianta di piegarsi fino a 90 gradi verso la fonte luminosa. Il prossimo passaggio sarà tradurre il meccanismo di tracciamento delle cellule in un software architettonico.
I prossimi passi del progetto
Il progetto è stato lanciato tramite il programma Convergence Accelerator della National Science Foundation, che lo scorso anno ha assegnato al team 650.000 dollari in finanziamenti per la fase I.
Entro il secondo anno del progetto HelioSkin, il team conta di riuscire a sviluppare un prototipo completo di una copertura solare ad uso domestico da installare nei giardini delle abitazioni, sia per ripararsi dal Sole che per produrre energia elettrica.
