Gli edifici non dovranno più scendere a compromessi sulla trasparenza delle finestre durante l’installazione di pannelli solari. Polysolar, con sede a Cambridge, ha una visione chiara per il futuro dell’energia solare, e ha lanciato un sostituto per i tradizionali vetri delle finestre che producono anche energia pulita e rinnovabile.

Polysolar è presente dal 2007, sviluppando sistemi fotovoltaici di nuova generazione basati su polimeri organici. L’azienda fornisce pannelli solari sul mercato da circa cinque anni.

Il processo di stampa

Il vetro fotovoltaico (PV) utilizza lo stesso principio di base dei pannelli solari che si vedono sui tetti, ma è trasparente. La tecnologia utilizzata è nota come film sottile, il che significa semplicemente che lo strato PV attivo viene applicato molto sottilmente. A differenza dei pannelli solari convenzionali in cui i monocristalli di silicio vengono coltivati e tagliati in wafer, la tecnologia a film sottile sottovuoto deposita un film su uno strato di vetro condotto.

Il CEO di Polysolar Hamish Watson spiega il processo, che è stato sviluppato in collaborazione con il gruppo chimico tedesco Merck.

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” sta producendo e sviluppando il nostro materiale attivo; uno strato assorbente incolore che può essere stampato a liquido”, afferma. “Quindi è un processo di stampa piuttosto che l’uso più tradizionale di una grande camera a vuoto.

” Si stampa su un pezzo di vetro e si ha una griglia elettrica stampata su. Quindi metti diversi strati, ma è tutto stampato uno sopra l’altro, per rendere la tua cella.”

L’altro partner del progetto è il Centre for Process Innovation (CPI), un istituto di ricerca finanziato dal governo britannico con un centro di innovazione a Sedgefield, nella contea di Durham, specializzato nel campo della scalabilità della tecnologia per la produzione.

Il vantaggio dell’elemento di stampa è che è possibile produrre qualsiasi dimensione, forma e variazione del vetro desiderato dal cliente.

Perché il vetro fotovoltaico supera la concorrenza

Watson afferma che ci sono molti vantaggi nell’utilizzare il vetro fotovoltaico invece dei pannelli tradizionali, oltre a poter vedere attraverso di esso.
“Funziona a livelli di luce più bassi, quindi funzionerà fino a meno del 10% della luce solare”, afferma Watson. “Non cambia la sua efficienza a seconda della quantità di luce che sta ottenendo.”

Ciò significa che questi pannelli possono essere posizionati dove altri non funzionerebbero normalmente, ad esempio su facciate verticali su qualsiasi lato di un edificio. La luce ambientale e riflettente sono tutte assorbite, quindi la posizione dei pannelli non è così fondamentale come lo è per i pannelli originali che devono assorbire quanta più luce solare diretta possibile.

Inoltre, quando un pannello è ombreggiato, gli altri non sono interessati, il che può essere il caso in cui ci sono molti pannelli solari insieme in una stringa di serie.

” Con la nostra tecnologia, si collega in parallelo ai pannelli già ad alta tensione”, afferma Watson. “Ciò significa che se uno è ombreggiato, l’intero lotto non va giù.

” I nostri stanno sempre lavorando alle loro prestazioni ottimali su un array, piuttosto che essere fondamentalmente al livello peggiore di qualsiasi pannello in una stringa di serie.”

I pannelli solari convenzionali sono meno efficienti quanto più caldi diventano, e quindi devono essere ventilati per mantenerli freschi. I pannelli polysolar non sono influenzati dalla temperatura perché possono essere isolati direttamente e quindi possono essere aggiunti in unità di doppi vetri.

Il vetro fotovoltaico ha anche il vantaggio di ridurre sia il guadagno termico in un edificio che le sue perdite di calore.

“I nostri pannelli, l’unità a doppio vetro, sono l’equivalente in termini di prestazioni di un’unità a triplo vetro”, afferma Watson. “Elimina il dover indossare cose come brise soleil e quel genere di cose per ombreggiare gli edifici.”

Cercare di mantenere gli edifici freschi è costoso, quindi aiutare questo avrà probabilmente un impatto sulla quantità di denaro che le aziende spendono per l’aria condizionata e gli elementi di ombreggiatura.

“In realtà sta anche eliminando parte del calore e trasformandolo in elettricità, quindi parte della luce infrarossa viene convertita in elettricità”, spiega Watson. “Uno degli altri elementi chiave è che gli strati di conduttori che usiamo per comporre la cella sono esattamente gli stessi di quelli che usi nel vetro low-e,quindi metti uno strato esterno di conduttore trasparente per riflettere il calore.”

Il vetro fotovoltaico è un’alternativa realistica?

Watson spiega che i requisiti medi di alimentazione degli edifici per uffici sono piuttosto enormi, a causa di un’elevata dipendenza da computer e sistemi di raffreddamento.

“Detto questo, sì, si potrebbe fare un edificio a zero emissioni di carbonio coprendolo in fotovoltaico”, aggiunge.

Ogni pannello produce da 60 a 70 watt per metro quadrato, quindi edifici con grandi superfici, come lo Shard di Londra, produrranno molta più potenza rispetto a quelli con piccole superfici. La quantità di energia prodotta varierà notevolmente a seconda della forma dell’edificio e la posizione, ma Watson dice che i livelli significativi sono stati raggiunti nella maggior parte dei casi di studio.

Ad esempio, Polysolar ha costruito un edificio presso il Building Research Establishment di Watford, che ha un atrio di vetro a tre piani che produce tutti i suoi requisiti di alimentazione.

“Allo stesso modo, alcuni degli altri edifici che abbiamo producono tra circa un terzo e mezzo dei requisiti di alimentazione”, afferma Watson.
In termini di accessibilità, Watson afferma che i pannelli polisolari sono più costosi dei vetri convenzionali, ma si tratta solo di un costo aggiuntivo marginale e il team sta lavorando per rendere i pannelli sempre più efficienti e convenienti.

” Se stai mettendo un muro di cinta su un edificio, stai guardando tra £700 e £1000 per metro quadrato”, dice. “È probabile che il lato fotovoltaico costi da £150 a £200 per metro quadrato, quindi è solo una percentuale ragionevolmente piccola.”

Con il risparmio energetico associato, Watson dice che in genere gli utenti possono aspettarsi di vedere recupero entro otto-dieci anni dall’installazione.

Miglioramento dell’efficienza e del futuro

Gli ultimi pannelli Polysolar sono completamente trasparenti, mentre le versioni precedenti avevano una tinta arancione. Questo miglioramento li rende notevolmente più attraenti e significa anche che c’è flessibilità per quanto riguarda la loro realizzazione in diverse trasparenze, colori e dimensioni.

Watson dice che la tecnologia sta progredendo, e la società sta lavorando sull’efficienza e l’appello del vetro.
“Il più efficiente è possibile renderli meglio,” dice. “Chiaramente se stai assorbendo tutta la luce per trasformarla in potenza, c’è un limite a quanto lontano puoi andare sul fronte dell’efficienza.

“Quindi il nostro obiettivo principale al momento è l’estetica, per renderli più vicini e simili e più facili da installare e meno costosi del vetro convenzionale.”

Dice che se il vetro polisolare costa alla fine lo stesso di un normale vetro, non ci sarebbe alcun motivo per non usarlo per gli sviluppi futuri, specialmente se i costi energetici sono ridotti a lungo termine.

Watson afferma che questa tecnologia ha un ruolo da svolgere nella tendenza verso edifici a zero emissioni di carbonio, soprattutto se l’installazione è altrettanto semplice e accessibile come materiali normali.

“Ci sono state partenze e fermate in termini di regolamenti edilizi che dettano edifici a zero emissioni di carbonio e il passaggio verso edifici a zero emissioni di carbonio”, afferma. “Ma in generale, questo è il modo in cui il mondo intero si sta dirigendo.”

Nonostante il fatto che il governo del Regno Unito non sia particolarmente proattivo in termini di rendere gli edifici a zero emissioni di carbonio, Watson ritiene che il movimento non farà che accelerare.

“Il commercio edilizio stesso sta prendendo il comando perché stanno cercando di edifici a prova di futuro”, dice. “È un processo consolidato per arrivarci. Il regolamento europeo arriverà tra qualche anno, che lo detterà.”