Concentratori solari luminescenti e finestre che producono energia

Concentratori Solari Luminescenti (LSC dall’inglese Luminescent Solar Concentrators). Questa la possibile nuova frontiera della ricerca & sviluppo che potrebbe incidere sul futuro del settore.  E’ ben noto che in molti centri ricerche al mondo, sia universitari che privati, si stanno perfezionando tecnologie per produrre energia dal sole. In molti casi il protagonista principe sono i componenti finestrati, facciate vetrate e/o finestre, in cui la superficie vetrata viene resa “generatrice” di energia elettrica. Siamo oltre il solito fotovoltaico.

Un esempio di queste intense attività è quanto recentemente visto sui quotidiani a tiratura nazionale. Si tratta di una pubblicità dell’ENI relativa a “una finestra, un pannello solare”, ovvero la possibilità di utilizzare le finestre della propria casa o ufficio per produrre energia dal sole.

La sfida è realizzare superfici che siano contemporaneamente in grado di produrre energia dal sole ma che rimangano trasparenti. Sono stati così inventati degli speciali coloranti luminescenti in grado di catturare i fotoni emessi dal Sole e di riemetterli ad una diversa lunghezza d’onda (quindi con un colore diverso). Questi coloranti sono stati dispersi all’interno di lastre di vetro o, meglio ancora, di materiali plastici altamente trasparenti come il policarbonato o il polimetilmetacrilato.

Da diversi anni al Centro Ricerche ENI per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente di Novara si studiano gli LSC e sono già stati inventati un centinaio di nuovi coloranti luminescenti.

Già nel 2012 è stata realizzata la prima pensilina fotovoltaica. Installata a Roma in Via Laurentina, la pensilina è costituita da 192 pannelli quadrati di 50 cm di lato e permette la ricarica delle biciclette elettriche parcheggiate nella stazione di ricarica sottostante. La pensilina oggi rappresenta un vero laboratorio a cielo aperto dove vengono testati i nuovi materiali e le nuove soluzioni ingegneristiche sviluppate da Eni a Novara.

Il passo successivo è lo sviluppo di Smart Windows, finestre fotovoltaiche in grado di sostituire le finestre tradizionali. Nelle sedi ENI di Novara e di San Donato Milanese sono già state installate alcune finestre fotovoltaiche basate sugli LSC. L’energia prodotta dalle lastre poste sulla parte alta della finestra serve per alimentare una batteria di sensori che registrano la temperatura e la luminosità interna ed esterna ed altri parametri ambientali per poi comandare una serie di tende veneziane elettriche – ovviamente alimentate dagli stessi LSC – in modo da ottimizzare la luce e la temperatura della stanza in cui si trovano.

Ma il bello deve ancora venire: nel centro ricerche ENI di Novara è in funzione un primo prototipo di serra fotovoltaica con Concentratori Solari Luminescenti. Pochi ci pensano, ma le piante non utilizzano tutta la luce del Sole per fare la fotosintesi clorofilliana. Infatti, le piante assorbono solo quelle parti dello spettro solare che corrispondono alla luce rossa e alla luce blu-violetta, mentre il resto della luce (le radiazioni nella zona del giallo e del verde, per capirci) viene riflessa. Ecco perché le foglie sono verdi!

Sempre a Novara sono stati inventati coloranti fluorescenti in grado di catturare la luce nella regione dello spettro corrispondente al giallo e di riemetterla nel rosso proprio in corrispondenza con il colore ideale per le piante. I primi studi preliminari confermano che la presenza di Concentratori Solari Luminescenti protegge le piante dalle radiazioni solari che non sono in grado di utilizzare e favorisce la loro crescita.

Un video in gallery ne mostra il funzionamento.