Pannelli solari trasparenti al posto delle finestre? Pro e contro di un’idea già concreta

In un futuro non troppo lontano potremmo utilizzare dei pannelli solari trasparenti in luogo delle classiche finestre e trasformare le nostre stesse abitazioni in fonti di approvvigionamento di energia pulita.

Introduzione

Un’idea del genere sembra quasi troppo bella per essere vera. Sì, perché, nella migliore delle ipotesi, si potrebbe arrivare ad azzerare o quanto meno a ridurre drasticamente l’impatto energetico di qualsiasi edificio. Potenzialmente, intere città potrebbe passare dall’essere voraci consumatori di energia a fornitori della stessa, facendoci entrare in una nuova rivoluzione dell’energia pulita e al contempo salvaguardando i terreni agricoli ed evitando di deturpare paesaggi naturali.

Il mondo — lo sappiamo bene — sta lottando per un futuro a basse emissioni di carbonio al fine di contrastare gli effetti dei cambiamenti climatici e, in questa battaglia, l’energia solare potrebbe rappresentare uno dei nostri migliori alleati.

Prima di farsi prendere da entusiasmi fin troppo facili, però, è bene interrogarsi sull’effettiva validità delle attuali tecnologie solari trasparenti e sulle possibilità di una concreta applicazione (oltre alle finestre di abitazioni ed uffici, si potrebbe pensare ai tetti delle auto e altri veicoli e non solo).

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Fotovoltaico trasparente: i pannelli solari del futuro?

Il fotovoltaico trasparente è una tecnologia innovativa che raccoglie e utilizza l’energia luminosa che colpisce finestre e altre superfici in vetro, a prescindere dall’angolazione; è un’innovazione che potrebbe ampliare notevolmente gli scenari di utilizzo dell’energia solare.

Dal punto di vista meramente ingegneristico, va detto che i ricercatori hanno già creato numerosi strumenti trasparenti per lo sfruttamento dell’energia solare. Più in generale, tuttavia, la maggior parte di essi funziona più come un concentratore solare trasparente, il che vuol dire che sono mezzi realizzati per assorbire specifiche lunghezze d’onda della luce UV e infrarossa che non sono visibili ad occhio nudo e trasformarle in energia che può alimentare dispositivi ad elettronici.

Per questa tecnologia si utilizza anche la denominazione di vetro fotovoltaico ed è prodotta per offrire livelli di trasparenza variabili. Quasi un decennio fa, nel 2014, i ricercatori della Michigan State University (MSU) riuscirono a sviluppare il primo concentratore solare interamente trasparente, aprendo lo scenario affascinante di trasformare qualsiasi pannello in vetro o finestra in una cella fotovoltaica. Avvicinandoci di più al presente, nel 2020 i ricercatori in Europa e Stati Uniti sono riusciti a raggiungere una trasparenza del 100% del ‘vetro solare’, compiendo così un passo molto significativo in direzione di un futuro più sostenibile e non più dipendente dall’industria dei combustibili fossili.

(Tanti) possibili benefici di questa tecnologia

I pannelli in vetro sono parte integrante della nostra società e ne facciamo gli utilizzi più disparati, dallo schermo dello smartphone su cui probabilmente state leggendo questo articolo ai più alti grattacieli. Pensate che, secondo una stima neppure troppo aggiornata della MSU, solo negli USA ci sarebbero tra i 5 e i 7 miliardi di metri quadrati di superfici in vetro. Per questo motivo dei pannelli solari trasparenti sarebbero estremamente importanti in termini di potenziale impatto energetico positivo.

Da tanti anni sentiamo ripetere sempre gli stessi argomenti che rappresentano un freno allo sfruttamento dell’energia solare: in primo luogo, i pannelli solari tradizionali occupano uno spazio considerevole; secondariamente, comportano una spesa iniziale importante, il solo recupero della quale non è esattamente immediato. Soprattutto il primo argomento non ha permesso la diffusione di pannelli solari in contesti urbani e metropolitani, ma dei pannelli solari trasparenti da installare al posto delle finestre di abitazioni e uffici permetterebbero di superare tale limite e, allo stesso tempo, di evitare di deturpare paesaggi rurali.

Presente e rovescio della medaglia

Le tecnologie trasparenti per lo sfruttamento dell’energia solare non sono solo teoriche, ma presentano già in questo momento delle applicazioni pratiche in giro per il mondo.

Un primo esempio, tanto grande quanto spettacolare, è quello della Copenhagen International School, che impiega circa 12.000 pannelli solari colorati ma trasparenti sull’intero edificio e produce ogni anno circa 200 MWh di energia, sufficienti — a quanto pare — a coprire circa metà del fabbisogno energetico dell’edificio.

Copenhagen International School – pannelli solari

Un secondo esempio arriva proprio dalla Michigan State University, che lo scorso anno ha rimodernato il Biomedical and Physical Sciences Building con circa 9 metri quadri di panelli solari in vetro trasparenti, sufficienti a generare abbastanza elettricità per alimentare il sistema di illuminazione dell’atrio.

Immagine: Michigan State University

Tutto quanto detto finora non deve far dimenticare una considerazione di carattere critico. Un altro fattore che ha remato contro lo sfruttamento dell’energia solare è quello dell’efficienza. Ebbene, questo difetto è presente e addirittura amplificato dai pannelli solari trasparenti: maggiore è la trasparenza del pannello, minore è la sua efficienza. Ne consegue che, per quanto la tecnologia sia affascinante, difficilmente riuscirà a sostituire del tutto i pannelli solari che già conosciamo.

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