Tutta quella luce naturale che scorre attraverso le tue finestre potrebbe un giorno fare molto di più che illuminare il tuo umore.
Gli scienziati in Svizzera hanno raggiunto un nuovo record di efficienza per le celle solari trasparenti, aprendo la strada a finestre che generano elettricità che potrebbero aiutare ad alimentare le nostre case e i nostri dispositivi.
Conosciute anche come celle di Grätzel, le celle solari sensibilizzate con colorante (DSC) sono un tipo di cella solare a basso costo che utilizza un colorante fotosensibilizzato attaccato alla superficie di un semiconduttore per convertire la luce visibile in energia.
Le versioni precedenti dei DSC dipendevano in gran parte dalla luce solare diretta, ma gli scienziati dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hanno trovato un modo per creare fotosensibilizzatori trasparenti – molecole che possono essere attivate dalla luce – che possono “assorbire” la luce attraverso l’intero spettro della luce visibile.
“I nostri risultati aprono la strada a un facile accesso a DSC ad alte prestazioni e offrono prospettive promettenti per applicazioni come alimentazione e sostituzione della batteria per dispositivi elettronici a bassa potenza che utilizzano la luce ambientale come fonte di energia”, hanno scritto gli autori dello studio, pubblicato nel rivista scientifica Nature.
Pannelli solari trasparenti
I DSC sono trasparenti, flessibili e possono essere prodotti in un’ampia gamma di colori a un costo relativamente basso. Questi pannelli solari trasparenti sono già utilizzati in lucernari, serre e facciate in vetro.
Nel 2012, lo SwissTech Convention Center è diventato la prima applicazione della tecnologia DSC in un edificio pubblico.
Nel 2017, la Copenhagen International School ha inaugurato il suo nuovo edificio coperto da circa 12.000 pannelli solari di colore blu ma trasparenti che utilizzano la stessa tecnologia DSC.
Forniscono circa 300 megawattora (MWh) di elettricità all’anno, soddisfacendo oltre la metà del fabbisogno energetico annuale della scuola.
Tecnologia solare trasparente con un’efficienza del 30%.
Ma nonostante il fatto che le finestre che generano energia siano sul mercato da diversi anni, una lamentela ricorrente è stata la loro limitata capacità di generare elettricità rispetto alle tradizionali celle solari.
La nuova svolta del team dell’EPFL potrebbe presto aiutare a superare questa barriera.
Grazie a un nuovo design molecolare, hanno aumentato l’efficienza di conversione della potenza dei DSC – in altre parole, la quota di energia solare che brilla su di essi che viene convertita in elettricità utilizzabile – raggiungendo oltre il 15% alla luce solare diretta e fino al 30% cento in condizioni di luce ambientale.
Per riferimento, i pannelli solari commerciali hanno attualmente un’efficienza media di circa il 20%.
I DSC di nuova generazione hanno anche dimostrato una “stabilità operativa a lungo termine” di almeno 500 ore.
I materiali che convertono la luce solare in energia elettrica hanno un enorme potenziale per soddisfare il crescente bisogno del pianeta di tecnologie di energia rinnovabile economicamente vantaggiose.
Le finestre di vetro hanno un potenziale particolarmente enorme: immagina se interi grattacieli potessero essere trasformati in fattorie solari verticali?
Nel 2017, un team di Università statale del Michigan che ha sviluppato un nuovo tipo di concentratore solare che crea energia solare quando posizionato sopra una finestra, ha ritenuto che le tecnologie solari trasparenti potrebbero fornire circa il 40% della domanda di energia negli Stati Uniti.
Ha stimato che, se combinata con unità solari sul tetto e la giusta tecnologia di stoccaggio, tale quota potrebbe salire quasi al 100%.
In Europa, l’energia solare ha rappresentato il 12,2% dell’elettricità generata nell’UE quest’estate, la quota più alta in registrazione.
Sulla base delle tendenze attuali, ha il potenziale per soddisfare fino al 20% della domanda di elettricità dell’UE entro il 2040, secondo il Commissione europea.
La maggior parte dell’energia solare del pianeta attualmente non viene catturata. Come sarebbero le cose se ogni finestra intorno a noi potesse raccoglierlo?
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