Una nuova frontiera per gli edifici sostenibili arriva dalla Cina: ricercatori di Nanjing hanno sviluppato un concentratore solare trasparente e incolore che può essere applicato direttamente sui vetri delle finestre senza alterarne l’aspetto. Questa tecnologia promette di trasformare le superfici passive in fonti attive di energia solare pulita, aprendo scenari innovativi per l’architettura urbana.
Energia solare integrata nei vetri grazie al concentratore trasparente
Stando a Interesting Engineering, il concentratore solare sviluppato dal team cinese utilizza strati multilivello di cristalli liquidi colesterici (CLC) con periodicità submicroniche. Questo sistema, definito come concentratore solare di tipo diffrattivo (CUSC), convoglia la luce solare verso i bordi del vetro dove sono installate celle fotovoltaiche.
Rispetto ai concentratori tradizionali, spesso caratterizzati da distorsioni visive e bassa efficienza, il CUSC offre trasmittanza visibile elevata (64,2%) e un indice di resa cromatica pari a 91,3%. Ciò consente di raccogliere fino al 38,1% dell’energia della luce verde incidente, mantenendo la finestra completamente trasparente e naturale.
Uno dei punti di forza del CUSC è la sua elevata scalabilità: simulazioni mostrano che una finestra standard larga due metri potrebbe concentrare la luce solare fino a 50 volte la normale intensità. Questo permetterebbe di ridurre del 75% l’area necessaria di celle fotovoltaiche e i relativi costi materiali, offrendo nuove possibilità di design per edifici a basso consumo energetico.
Inoltre, un prototipo di un pollice di diametro ha già dimostrato la capacità di alimentare un ventilatore da 10 milliwatt direttamente sotto il sole. Il sistema è compatibile anche con celle ad alte prestazioni, come quelle in arsenico di gallio (GaAs), aumentando ulteriormente l’efficienza energetica complessiva.
Prospettive future e applicazioni innovative
Il team di Nanjing punta a migliorare l’efficienza su banda larga e il controllo della polarizzazione, esplorando applicazioni oltre gli edifici, come serre agricole e display solari trasparenti. I film multilayer di CLC sono prodotti tramite tecniche di fotoallineamento e polimerizzazione e possono essere realizzati su larga scala con processi roll-to-roll.
“Il progetto CUSC è un passo avanti nell’integrazione della tecnologia solare nell’ambiente costruito senza sacrificare l’estetica“, ha detto Wei Hu, PhD, professore di informatica e tecnologia presso l’Università di Nanchino e autore corrispondente.
