La finestra fotovoltaica intelligente produce energia e garantisce un miglioramento delle prestazioni del 55,5% in media rispetto le finestre tradizionali.
Il fotovoltaico si evolve, gli scienziati hanno ideato una finestra intelligente che regola luce e calore e genera elettricità. Riesce a migliorare l’efficienza energetica dell’abitazione e ad aumentarne il comfort.
Tra le tecnologie più rivoluzionarie dell’era moderna c’è sicuramente il fotovoltaico. Utilizzare la luce solare per produrre energia, questo significa costruire un futuro più sostenibile sfruttando energia pulita. Nel 1839 il fisico francese Alexandre Edmond Becquerel scoprì l’effetto fotovoltaico ossia la capacità di alcuni materiali di produrre corrente elettrica se esposti alla luce del Sole. Una scoperta che ha portato allo sviluppo delle celle fotovoltaiche. La prima cella fotovoltaica efficace in silicio risale al 1883 con Charles Fritts, fisico statunitense.
Da lì si è dato il via alle tecnologie successive. Anche Einstein ha studiato l’effetto fotoelettrico ma il primo impianto fotovoltaico risale al 1954. Inizialmente veniva usato soprattutto in applicazioni spaziali dalla NASA, con il passare degli anni si estese ovunque arrivando nelle abitazioni. I pannelli solari sono diventati accessibili a tutti grazie all’uso di materiali semiconduttori come il silicio che hanno migliorato l’efficienza delle celle solari. Ora è sempre più frequente vedere un impianto fotovoltaico installato sui tetti delle case e sono stati costruiti anche i primi palazzi con facciata dominata da pannelli fotovoltaici. A breve avremo anche le finestre fotovoltaiche intelligenti.
Come funzionano le finestre fotovoltaiche intelligenti
Le finestre solari smart producono elettricità e regolano la quantità di radiazioni solari in entrate nell’edificio. A compiere questo passo in avanti alcuni scienziati cinesi che hanno presentato la finestra fotovoltaica intelligente nell’articolo “Assessing the energy efficiency and grid friendliness of smart photovoltaic windows incorporating crystalline silicon cells and electrochromic film” che è stato pubblicato su Applied Energy.
La finestra riesce a migliorare l’efficienza energetica degli edifici e della rete elettrica con risultati altamente significativi. Rispetto alle finestre tradizionali a bassa emissività, queste smart con strategie di controllo del flusso termico hanno ottenuto importanti riduzioni in varie direzioni. Ad esempio migliorano il rapporto tra illuminazione e consumo annuale di energia.
La produzione di energia è legata alla presenza di celle di silicio cristallino e di un film detto elettrocromico. Il dispositivo fotoelettrocromico ha due funzioni, trasforma la luce solare in energia elettrica e regola il livello di trasparenza della finestra al fine di controllare le radiazioni del Sole che entrano nell’edificio. Nella finestra ci sono cinque strati che contengono il dispositivo e sono sigillati tra strato di vetro trasparente e quello a bassa emissività.
In base alla tensione applicata il film diventerà più o meno scuro (maggiore tensione film più scuro). Per progettare questa struttura è stato usato il programma Window e poi tramite software per edifici ne è stata eseguita la simulazione prendendo come esempio un edificio di 50 metri x 4,6 x 2,7 metri con il 77% delle pareti occupate da finestre. Nel periodo più caldo – da maggio ad ottobre – è stato registrato un miglioramento totale delle prestazioni del 55,5% e un miglioramento sia dell’efficienza energetica dell’edificio che del comfort interno.
