Ricercatori del TNO costruiscono la prima finestra fotovoltaica bifacciale al mondo

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Un gruppo di ricerca coordinato dall’Organizzazione Olandese per la Ricerca Scientifica Applicata (TNO) ha realizzato un concetto di finestra fotovoltaica multifunzionale che ha lo scopo di produrre elettricità e allo stesso tempo di fornire una protezione dal surriscaldamento per un migliore comfort termico e visivo degli ambienti interni.

“La finestra ZIEZO consiste in un’unità di vetro isolante (IGU) unica nel suo genere, con strisce di celle solari bifacciali in silicio cristallino e veneziane incorporate”, ha spiegato a pv magazine l’autrice principale della ricerca, Simona Villa. “Quando le veneziane vengono utilizzate, agiscono come un riflettore, reindirizzando parte della luce solare sul lato posteriore delle celle bifacciali, aumentando così la produzione di energia. Per quanto ne sappiamo, ad oggi non esiste sul mercato una finestra fotovoltaica bifacciale per l’integrazione negli edifici”.

Il sistema è stato presentato nell’articolo “Outdoor Performance Analysis of Semitransparent Photovoltaic Windows with Bifacial Cells and Integrated Blinds” (Analisi delle prestazioni all’aperto di finestre fotovoltaiche semitrasparenti con celle bifacciali e tende integrate), pubblicato su RRL Solar, in cui gli autori spiegano che il sistema è l’evoluzione di una tecnologia per finestre sviluppata e brevettata dall’azienda vetraria olandese Pilkington senza le celle solari.

La nuova finestra solare può funzionare in modalità “senza spinta” quando le tende sono riposte nel cassonetto superiore o in modalità “spinta parziale” quando le tende sono aperte ma non vengono utilizzate. Inoltre, può funzionare in modalità “spinta massima” quando la luce solare verso l’interno della stanza è bloccata. Gli utenti possono regolare automaticamente la posizione delle tende per dare priorità al rendimento fotovoltaico o al controllo termico e visivo.

Il gruppo di ricerca, che comprendeva anche scienziati della stessa Pilkington, ha distribuito 12 dimostratori di piccole dimensioni presso la struttura di ricerca all’aperto SolarBEAT, con variazioni in termini di tipi di celle fotovoltaiche, rapporti di copertura e tipi di veneziane. Inoltre, sei finestre di dimensioni reali sono state installate nell’edificio della sede centrale di Pilkington a Enschede, nei Paesi Bassi.

“Un anno intero di monitoraggio all’aperto ha dimostrato il grande potenziale di questo prodotto innovativo BIPV”, ha dichiarato Villa. “L’incremento energetico istantaneo nelle giornate di sole può arrivare al 25%, con le tende più riflettenti. Se consideriamo la media giornaliera sull’intero periodo di misurazione, l’incremento è di circa il 13%. L’orientamento e l’angolo di inclinazione delle tende hanno ovviamente un effetto significativo sui risultati, così come le condizioni di irraggiamento e la posizione del sole”.

I risultati raccolti presso il sito di prova SolarBEAT sono in linea con quelli ottenuti con le finestre ZIEZO più grandi installate presso la sede Pilkington di Enschede.

“È bene rendersi conto che la densità di potenza di questa finestra BIPV è di circa 100 W/m2, con una trasparenza del 40%, a cui si aggiunge la spinta data dalla riflessione delle tende”, ha proseguito Villa. “Ciò rende questo prodotto BIPV semitrasparente estremamente competitivo, con una potenza paragonabile alle soluzioni fotovoltaiche colorate e opache. L’azienda vetraria Pilkington cercherà ora di portare il prodotto sul mercato”.

“Stiamo anche valutando gli altri vantaggi di questo prodotto, come il comfort visivo e il controllo termico all’interno dell’edificio dato dal dispositivo di ombreggiamento attivo”, ha detto Villa, riferendosi alle direzioni future del lavoro del gruppo.

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