Le Comunità Energetiche alla Conquista del Sole: l'Incredibile Innovazione dei Pannelli Solari che si Fondono con l'Ambiente.

Provate ad immaginare un mondo in cui la potenza del sole si fonde armoniosamente con la bellezza dell'architettura e l'efficienza della produzione energetica. Un mondo, dove le finestre delle case, i tetti e le facciate dei condomini, le coperture dei campi coltivati e delle serre forniscono quasi per magia energia pulita e rinnovabile. 

Tutto questo non è più fantascienza, ma può gradualmente trasformarsi in realtà, grazie alla realizzazione di componenti architettonici che integrano capacità fotovoltaiche, e che possono produrre energia elettrica senza l'esigenza di componenti aggiuntivi, oltre a quelli necessari per il collegamento con gli impianti elettrici. 

L'alba di una rivoluzione

Oggi vi racconteremo una storia affascinante, che parte da un'idea tanto audace quanto geniale: trasformare il vetro e le superfici trasparenti, che per definizione servono a far passare la luce, in una fonte di energia elettrica rinnovabile. 

La Home Page del sito dell'azienda Onyx Solar Onyx Solar.  

Sono molti anni che si lavora su questa idea, ma la ricerca e lo sviluppo solo recentemente ha ottenuto risultati concreti, capaci di trasformarsi in prodotti da immettere sul mercato, utilizzando tecnologie che capaci di catturare l'energia solare senza compromettere la trasparenza delle superfici. 

Così, i pannelli solari trasparenti hanno preso forma, e possono aprire le porte a nuovi capitoli nell'evoluzione delle energie rinnovabili.

Un'invenzione che illumina il futuro

Questi vetri fotovoltaici sono un inno all'innovazione nel campo delle energie rinnovabili. Essi permettono di integrare il fotovoltaico in materiali trasparenti o semitrasparenti, come il vetro o la plastica, catturando i raggi solari per generare elettricità senza compromettere la luce naturale. 

La pergola fotovoltaica realizzato da Onyx Solar. Il vetro
fotovoltaico corrisponde ad una potenza installata di 125 kWp

Questa sinergia tra architettura, design e sostenibilità è stata resa possibile grazie ai passi da gigante fatti in questi ultimi anni dalla ricerca e dallo sviluppo di nuovi materiali e processi. 

Tra i pionieri di questa rivoluzione c'è Onyx Solar, una società europea (spagnola) che produce vetro fotovoltaico di diversi tipi, forme, colori e gradi di trasparenza, adattabili a qualsiasi progetto e design. 

Il loro vetro fotovoltaico è già stato utilizzato in oltre 150 progetti in tutto il mondo, tra cui la torre di Samsung a Singapore che presenta una grande tettoia fotovoltaica che copre l'ingresso principale dell'edificio.

Una Storia Italiana di Innovazione

Anche in Italia, la visione dell'integrazione del vetro con la produzione energetica ha preso forma con aziende come "Glass to Power", nata come startup innovativa nel 2016, fondata da brillanti menti come Francesco Meinardi, e Sergio Brovelli, professori esperti nel campo della fisica. 

La loro ricerca si è concentrata sulla tecnologia LSC (Luminescent Solar Concentrator), creando vetri fotovoltaici trasparenti ed esteticamente incolore, perfettamente integrabili nell'architettura degli edifici.

La Sfida e i Successi

Glass to Power è uno spin-off dell'Università Bicocca di Milano, con l’obbiettivo di realizzare moduli di finestre con pannelli fotovoltaici trasparenti ed incolori, che possono integrarsi senza alcun impatto estetico nell'architettura degli edifici. 

La società ha affrontato sfide colossali, ma ha potuto contare su un capitale iniziale di 300.000 euro e ha saputo sfruttare campagne di equity crowdfunding per sviluppare prodotti unici basati su tecnologie all'avanguardia. Il loro vetro fotovoltaico trasparente è entrato sul mercato nel 2021, portando la società alla quotazione in borsa nel 2022, con un fatturato previsto per il 2023 di 3-4 milioni di euro.  Chi ha investito nella società nel 2017 oggi si ritrova un valore quasi decuplicato.

Tecnologie e applicazioni innovative

I ricercatori della Bicocca hanno sviluppato dei prodotti basati sulla tecnologia LSC (Luminescent Solar Concentrator), che consiste in nano-cristalli inseribili in sottilissime pellicole oppure in lastre di plexiglass (un materiale plastico trasparente), capaci di convertire la luce solare in raggi infrarossi. 

Questi raggi vengono riflessi all'interno del pannello, fino ad arrivare ai bordi, dove sono localizzate delle celle fotovoltaiche al silicio, che convertono la luce infrarossa in elettricità, con un livello di efficienza abbastanza elevato.

Le lastre di plexiglas prodotte da questa lavorazione sono perfettamente trasparenti e incolori e possono quindi essere integrate in elementi architettonici come finestre e vetrate.

I principali clienti di questi prodotti sono i proprietari di edifici residenziali e commerciali, i condomini e le pubbliche amministrazioni. Il fatturato previsto per il 2023 è di circa 3-4 milioni di euro. Chi ha investito nella società nel 2017 oggi si ritrova un valore moltiplicato almeno per 7.

Il piano industriale della società è particolarmente ambizioso e prevede un forte incremento della capacità produttiva, anche per aggredire il mercato internazionale e le grandi opere presso ospedali, grattacieli, centri commerciali, centri direzionali.

La stazione ferroviaria di Rapallo con il Green Hub

Glass to Power vanta ha avviato una collaborazione con Ferrovie dello Stato, nell’ambito del progetto GreenHub, lanciato alla stazione di Rapallo per realizzare un’area autosufficiente con vari servizi smart, dalla ricarica di smartphone e tablet alla purificazione dell’aria.

I vetri fotovoltaici non sono alternativi ai pannelli sul tetto ma possono integrarli, ottenendo un rapporto costi/benefici particolarmente vantaggioso. Il vetro fotovoltaico costa circa il doppio dl vetro tradizionale (circa 300 euro a mq), cifra che può essere recuperata in meno di sei anni valorizzando opportunamente l'energia prodotta. 

Un mercato in rapida crescita

Oggi in Italia ci sono già numerose aziende che offrono soluzioni basate su vetro fotovoltaico, che trova numerose  applicazioni possibili, sia in ambito urbano che agricolo. 

In ambito urbano può essere usato per rivestire le facciate degli edifici, creando una sorta di pelle solare che produce energia rinnovabile e li protegge dal surriscaldamento. Può anche essere usato per realizzare parcheggi, pensiline, lucernari, verande e altre strutture trasparenti che producono energia e illuminano gli spazi. 

In ambito agricolo, invece, può essere usato per coprire le serre, le coltivazioni e gli allevamenti, garantendo una maggiore produttività e una minore dipendenza dai combustibili fossili.

Le serre fotovoltaiche

Le tecnologie del fotovoltaico trasparente rendono possibile l'estensione delle coltivazioni in serra, che consentono di aumentare le produzioni alimentari a parità di suolo utilizzato, grazie all'abbattimento degli elevati costi energetici associati a questa pratica, necessario per il controllo delle temperature e dell'umidità attraverso il condizionamento dell'aria interna, con consumi che possono variare da 8 a 80 kWh/mq all'anno, per le serre dotate di pompe di calore per il riscaldamento. 

In questo contesto, mentre i pannelli tradizionali opachi riducono drasticamente la produttività della serra a causa dell'ombreggiamento, i pannelli trasparenti o semi-trasparenti garantiscono una elevata produzione, e condizioni di maggiore stabilità climatica all'interno della serra.

Un'insieme di tecnologie promettenti per le serre è quella dei pannelli fotovoltaici organici (OPV), semitrasparenti, che lasciano passare la radiazione utilizzata dalle piante per la fotosintesi e convertono in energia elettrica la rimanente. 

Sono state già sperimentate varie serre di questo tipo, come quella realizzata da un gruppo di ricerca dell'Università Tor Vergata (professori Andrea Reale, Di Carlo, Canini e Braglia), che ha prodotto dei pannelli semi-trasparenti, successivamente installati all'interno di una serra acquaponica nell'ambito di un progetto di ricerca della Regione Lazio, disposti sulle piante a modo di teli d'ombreggiatura. 

Una delle serre acquaponiche fotovoltaiche realizzate con i pannelli fotovoltaici
semitrasparenti sviluppati all'università Tor Vergata (prof. Reale)

Da quanto abbiamo visto il vetro fotovoltaico sembra essere tra le innovazioni più promettenti nel campo delle energie rinnovabili, e può contribuire a creare delle comunità energetiche rinnovabili sempre più energeticamente autosufficienti.

Si tratta di una visione che si sta concretizzando sempre di più, grazie alla creatività e alla passione di chi crede in un futuro più verde e più luminoso, dove la scienza e la cooperazione sono in grado di fare davvero la differenza.