I pannelli fotovoltaici sono attualmente la tecnologia più diffusa per sfruttare l’energia solare. Tuttavia questi hanno diversi svantaggi come le difficoltà di orientazione e una componente estetica non proprio eccellente. Ecco perché i ricercatori si stanno concentrando su metodi alternativi per sfruttare l’energia solare: le finestre luminescenti. Si tratta di vere e proprie finestre che, oltre a far passare la luce, ne assorbono una parte. La parte di radiazione luminosa assorbita viene guidata verso i lati della finestra dove sono presenti delle celle fotovoltaiche che la trasformano in energia elettrica. Ma non finisce qui: una recente ricerca della Rice University, in Texas, ha dimostrato che le finestre luminescenti possono sfruttare anche la luce artificiale, oltre che quella naturale. Questo gli permette di “lavorare” anche quando cala il Sole.
Finestre luminescenti: come funzionano?
Le finestre luminescenti si basano sulla tecnologia dei concentratori solari luminescenti (detti LCS). Questa tecnologia è conosciuta già dagli anni ’60, ma solo recentemente si è riusciti ad ottenere risultati convincenti. Gli LCS sono pannelli di vetro o di plastica (soprattutto policarbonato o polimetilmetacrilato). All’interno dei pannelli sono presenti degli speciali coloranti luminescenti in grado di catturare la luce del Sole e di riemetterla a una diversa lunghezza d’onda.
Si ottengono così lastre colorate (di vari colori a seconda delle lunghezze d’onda assorbite) ma allo stesso tempo trasparenti. La luce riemessa dalle particelle di colorante non si disperde, ma resta intrappolata nel pannello. Quest’ultimo fa da “guida” per la luce che viene indirizzata verso i bordi esterni dove sono presenti le celle fotovoltaiche. All’interno delle celle avviene la trasformazione in energia elettrica.
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LCS in Italia: i progetti di Eni
In Italia è Eni che sta portando avanti da anni la ricerca sulle finestre luminescenti. Nel 2012 a Roma è stata costruita una pensilina composta da 192 pannelli quadrati di 50 cm per lato. La pensilina fornisce l’energia per ricaricare le bici elettriche ma, soprattutto, costituisce una sorta di laboratorio a cielo aperto. Grazie ad essa, infatti, i ricercatori possono studiare il comportamento dei pannelli in diverse condizioni di illuminazione e climatiche, oltre che valutare la risposta nel lungo periodo.
Un’altra applicazione è stata la realizzazione di Smart Windows, capaci di sostituire le finestre tradizionali. Queste sono in grado, tramite sensori di luce e temperatura, di regolare autonomamente le condizioni di illuminazione e di temperatura della stanza. Altre idee sono quelle di realizzare cartelloni stradali che si autoalimentino o barriere stradali antirumore che forniscano anche l’illuminazione della strada nelle ore notturne.
La novità dal Texas: sfruttare anche la luce artificiale
La novità del 2021 nel campo delle finestre luminescenti arriva dal Texas, in particolare dalla Rice University. Il team guidato dagli ingegneri Rafael Verduzco e Yilin Li, ha recentemente pubblicato un interessante studio in materia. Ma cosa differenzia i nuovi pannelli rispetto a quelli già sviluppati? La differenza è la presenza di un polimero coniugato. Questo particolare tipo di polimeri può essere facilmente modificato per ottenere determinate caratteristiche chimico-fisiche. Grazie alla presenza del polimero, integrata con la tecnologia LSC già nota, le finestre luminescenti “texane” riescono a sfruttare anche la luce artificiale, oltre a quella solare.
In questo modo le finestre, se installate ad esempio in un appartamento, assorbirebbero sia la luce esterna che quella interna e continuerebbero a funzionare anche di notte. La ricerca ha ancora dei limiti, come la bassa efficienza di trasformazione e possibili problemi di degradazione a lungo termine. Tra qualche anno, però, le finestre luminescenti potrebbero davvero diventare realtà.
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