Quante volte, nei film di fantascienza e non solo, abbiamo sentito parlare di strutture realizzate con materiali capaci di catturare l’energia solare e di trasformarla in elettricità e calore. Intere città, costruite in questo modo, potrebbero risultare completamente autosufficienti da un punto di vista energetico, riducendo quasi a zero le emissioni di inquinanti.

Fino ad ora però, tutti i tentativi di realizzare questo sogno tecnologico sono stati vani, a volte a causa di problemi tecnici o di tossicità dei materiali, atre volte per questioni di costo. Oggi però, dopo una numerosa serie di ipotesi e prototipi inadatti a raggiungere il loro scopo, sembra possibile trasformare il sogno in realtà.
Questo grazie al lavoro di un team di ricerca del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, in collaborazione con Los Alamos National Laboratory (U.S.A.) e con UbiQD, che ha messo a punto un nuovo tipo di concentratori solari luminescenti (LSC, Luminescent Solar Concentrators): lastre di plastica o vetro nelle quali sono incorporate speciali nanoparticelle che assorbono la luce solare e la riemettono all’interno della lastra.

Questo complicato processo si riassume, a livello macroscopico, in una normale lastra di vetro, perfettamente trasparente ed utilizzabile su qualsiasi tipo di finestra. Solo che, a livello microscopico, una serie di piccole celle solari poste lungo il perimetro della lastra raccolgono la luce convertendola in elettricità, proprio come in un normale pannello fotovoltaico. In questo modo, anche una finestra diventa un generatore in grado alimentare i computer di un ufficio, il condizionatore d’aria in una giornata afosa o l’illuminazione interna di un’abitazione.

Questi nuovi vetri fotovoltaici, rispetto ai prototipi che li hanno preceduti, hanno diversi vantaggi che li rendono una tecnologia pronta a essere usata dalle aziende.
Innanzitutto, non sono tossici, perché in questi dispositivi, differentemente dalla maggioranza dei nano-materiali, non vi sono né cadmio, né altri metalli nocivi. Sono inoltre molto efficienti, in quanto assorbono la luce da tutto lo spettro solare (non solo dal rosso, come avveniva con i dispositivi precedenti) e al tempo stesso non riassorbono la loro stessa luminescenza. Infine sono incolori, superando così uno dei limiti più grandi per l’applicazione in edilizia civile, ovvero l’impatto estetico, e permettendo la perfetta integrazione all’interno del contesto urbano.

Grazie a questi nuovi nano-materiali, sarà quindi possibile, nel breve periodo, realizzare finestre fotovoltaiche o altri elementi architettonici flessibili e semi-trasparenti, per convertire non solo i tetti, ma tutte le parti di un edificio in generatori di energia solare. Cosa sempre più fondamentale nei contesti ad elevata urbanizzazione. Le stime infatti, indicano che sostituendo le vetrate tradizionali di un grattacielo come lo Shard di Londra con i nuovi pannelli, si genererebbe l’energia necessaria alla totale auto-sostenibilità di circa 300 appartamenti.

Aggiungendo a queste cifre il risparmio energetico derivante dal ridotto ricorso al condizionamento ambientale, reso possibile dall’assorbimento della luce solare da parte dei concentratori solari, che limita il sovra riscaldamento degli edifici, si ottiene una tecnologia potenzialmente rivoluzionaria per le città a energia zero del futuro. Un futuro che, però, sembra sempre più vicino.

Ing. Alfero Daniele
Professional Team
Collaboratore tecnico