Vernice fotovoltaica

Secondo il rapporto scritto il 26 dicembre 2011 da Will Shanklin, gli studiosi della

University of Notre Dame hanno inventato la vernice fotovoltaica, in grado di trasformare l‟energia

solare in energia elettrica ad uso familiare (Immagine 1-16).

Il segreto del successo della vernice fotovoltaica risiede nei punti quantici (ovvero delle nanoparticelle in grado di produrre energia elettrica) e nell‟utilizzo di ossido di titanio ricoperto di solfuro di cadmio o seleniuro di cadmio. La sospensione dei punti quantici in una miscela di acqua e alcool produce un composto chimico diffusibile; in seguito questo composto si diffonde sulla superficie di uno strato elettricamente conduttivo e può così accumulare energia senza bisogno di alcuna installazione.

Attualmente, l‟unico difetto è che l‟efficienza della conversione dell‟energia solare in energia elettrica è troppo bassa, è pari infatti solo all‟ 1%; normalmente l‟efficienza della conversione delle celle solari si aggira intorno al 10% - 15%. Gli studiosi spiegano che se l‟efficienza della conversione avesse un leggero aumento la vernice fotovoltaica potrebbe rappresentare un‟ottima risorsa, in quanto è economica e molto adattabile.

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grandi potenzialità. Spruzzandola sulla vernice dei tetti e dei muri esterni di un‟abitazione si potrebbe rimpiazzare la tradizionale fornitura di energia elettrica, consentendo di ridurre le spese per il consumo energetico e contribuendo in modo diretto alla salvaguardia ambientale. Naturalmente, l‟efficienza della conversione dell‟energia solare in energia elettrica della vernice fotovoltaica non sarà mai elevata come quella dei moduli delle celle fotovoltaiche, tuttavia il basso costo d‟investimento e il fatto che non necessiti di una procedura di installazione ne consentiranno sicuramente un rapido sviluppo.

Il responsabile del Dipartimento che si occupa di questa ricerca è Prashant Kamat, Professore di Chimica e Biochimica - erede della cattedra di John A. Zahm e Scienziato al Notre

Dame’s Center for Nano Science and Technology (NDnano). I ricercatori hanno già dato un nome di

mercato alla vernice fotovoltaica: Sun-Believable.

Immagine 1-16 Vernice fotovoltaica

(Fonte: Science Daily)

Secondo un altro rapporto (Margaret Munro, Postmedia News, 2 dicembre 2011), presso la

University of Toronto, Canada, sono state create delle celle solari spray delle dimensioni di un

francobollo. In seguito, i sostenitori di questa tecnologia in Arabia Saudita hanno affermato che le celle fotovoltaiche spray cambieranno il mondo (Immagine 1-17).

Immagine 1-17 Celle fotovoltaiche spray

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Il prodotto finito sembra un inchiostro oleoso, ma contiene nano-punti (nano-dots), ciascuno costituito da un piccolo cristallo. Le dimensioni, il colore e lo spettro di assorbimento sono variabili. Il più alto tasso di efficienza della conversione raggiunto finora è del 6%.

La University of Toronto e i Paesi del Medio Oriente hanno firmato un accordo di collaborazione quinquennale per più di 10 milioni di dollari. Ted Sargent, detentore della cattedra di ricerca canadese sulle nanotecnologie, ha dichiarato che lo stoccaggio dell‟energia nei generatori fotovoltaici è ancora un problema irrisolto. Ha inoltre spiegato che attualmente la produzione di energia solare fotovoltaica globale copre meno dell‟1% del fabbisogno energetico complessivo, e che è previsto che ci vogliano altri 18 anni per raggiungere, nel 2030, il 15%.

1.3.6 Generatori di energia solare fotovoltaica integrati negli edifici, pianificazione e progettazione urbana

I principali fattori che influenzano la pianificazione e la progettazione urbana sono:

1) La visibilità del cielo;

2) Il rapporto tra superficie e volume (coefficiente di forma); 3) Il rapporto tra l‟altezza e la distanza degli edifici;

4) La tipologia e la posizione degli edifici;

La CIS Tower di Manchester, sede della Co-operative Insurance Society, può essere considerata un modello di edificio sostenibile con generatori fotovoltaici integrati.

L‟immagine 1-18 illustra la CIS Tower, rivestita con i pannelli fotovoltaici finanziati dalla città di Manchester per un totale di 5.5 milioni di Sterline. Dal novembre del 2005 questo edificio ha iniziato a produrre energia elettrica per un totale di 8000000 kWh all‟anno.

I generatori fotovoltaici integrati hanno permesso di rinnovare la CIS Tower, rendendola una vera e propria centrale elettrica verticale e trasformandola in un punto di riferimento per la città di Manchester.

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1.3.7 Innovazioni

È notevole che i componenti dei generatori fotovoltaici integrati nell‟edificio abbiano rimpiazzato i componenti edili, tuttavia l‟estetica rimane il suo più grande difetto, senza contare che buona parte dei componenti fotovoltaici in esso integrati sono a bassa efficienza energetica ed è stato necessario aumentarla utilizzando aggregati di materiali solari.

In America il CASE (Center for Architecture Science and Ecology) ha sviluppato una

facciata solare dinamica (Dynamic Solar Façade), ovvero una fila di collettori solari di forma

piramidale (con struttura a nido d‟ape), posti sulla superficie delle finestre per permettere ai raggi del sole che entrano negli edifici di produrre energia per il riscaldamento e il raffreddamento. Ogni collettore piramidale può amplificare il raggio di luce fino a 500 volte, per poi incanalarlo in una cella fotovoltaica in arseniuro di gallio, grande quanto un francobollo. Durante il giorno i collettori possono inoltre aumentare la quantità di luce solare convogliata, riducendo la necessità d‟illuminazione artificiale all‟interno dell‟edificio. Inoltre, la subsidenza termica delle celle fotovoltaiche può essere sfruttata per riscaldare l‟acqua.

In sintesi, la facciata solare dinamica può raccogliere dal 60% all‟80% della luce solare e pertanto utilizzarla consente di ottenere energia elettrica per due anni e mezzo; inoltre, il risparmio sulle spese per il riscaldamento può ammortizzare i costi di investimento. Infine, la facciata solare dinamica può cambiare radicalmente l‟estetica degli edifici. L‟immagine 1-19 illustra la facciata solare dinamica del CASE.

Immagine 1-18 La CIS Tower di

Manchester, rivestita da moduli solari (Fonte: Wikipedia)

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Immagine 1-19 La facciata solare

dinamica del CASE (Fonte: Jennifer Kho)

1.4 Generatori di energia eolica integrati negli edifici