dicembre 2017
FINESTRE SOLARI CHE DIVENTANO RADIATORI SOLARI
Dalla Svezia le finestre solari che si riscaldano con il freddo
Uno dei punti di maggiore criticità per quanto riguarda il mantenimento della temperatura interna di un ambiente è la finestra, in corrispondenza della quale, dall’esterno, attraverso i vetri, si determina un area che porta ad abbassare la temperatura o meglio costringe il sistema di riscaldamento a compensare tale abbassamento di temperatura, con conseguente maggiore produzione di calore e consumo energetico.

Oggi, grazie all'aiuto della nanotecnologica, un team di scienziati ha sviluppato una nuova tecnica per trasformare le ordinarie finestre in “radiatori solari passivi”, ovvero in superfici sulle quali l’irraggiamento solare “attraverso antenne nanoplastiche complesse” può aumentare la temperatura delle vetrature fino a 10 gradi centigradi in più.

La ricerca che ha portato a questi risultati si è svolta presso l’ Università di Goteborg in Svezia.
Tali vetri vengono quindi a funzionare come veri e propri “radiatori” alimentati dal sole che influiscono significativamente sull’equilibrio termico degli ambienti.
L’idea alla base di queste finestre solari è la stessa adottata da alcune celle fotovoltaiche: sfruttare le proprietà plasmoniche delle nanoparticelle metalliche.

Ma cos'è la plasmonica? E' una parte della fisica che studia la proprietà dei plasmoni, i quali sono costititi da "un'eccitazione collettiva associata alle oscillazioni del plasma di elettroni contenuti in un sistema. Il plasmone è un quanto delle oscillazioni di plasma, ovvero una quasi-particella risultante dalla quantizzazione delle oscillazioni di plasma".
Queste particelle permettono di evitare una maggiore dispersione della luce, rispetto a quanto avviene normalmente.

Le antenne che ricevono la luce sono costituite da sottilissimi strati (sandwich) di ossido di alluminio nichelato.
La ricerca svolta a Goteborg ha dimostrato che il fenomeno è direzionale, ovvero quando il sole colpisce il vetro delle finestre solari passive, la luce viene assorbita in modo più efficiente sul lato esterno (quello rivestito dalle nanoantenne) rispetto alla parte interna di tali sandwich.

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Per quanto attine ai costi è ancora presto per parlarne, si potrà saperne di più quando si passera dal laboratorio alla produzione, quel che si può dire da ora riguardo alle esperienze fatte nell’ambito della applicazione di tale tecnologia nella produzione di celle fotovoltaiche ottimizzate, il costo è risultato significativamente elevato.
Nel filone di ricerca internazionale dedicato alla realizzazione delle finestre solari, un ruolo di primo piano lo hanno gli studi italianii condotti dal Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca.

I ricercatori dell’ateneo milanese si sono già meritati lo Special Recognition Award (categoria Green Tech) ai recenti R&D100 Awards 2016 grazie ai loro concentratori solari luminescenti.
“Si tratta di lastre di materiale trasparente (solitamente plastica o vetro) nelle quali sono incorporate speciali nanoparticelle fluorescenti che catturano e concentrano la luce solare riemettendone una parte all’interno della lastra medesima“.
La ricerca prosegue ed ora è impegnata a trovare materiali idonei per l’assorbimento e la concentrazione della luce.

Un recente lavoro svoltosi presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali di Milano-Bicocca dai docenti Francesco Meinardi e Sergio Brovelli è stato pubblicato su Nature Photonics con il titolo di ‘Efficient Luminescent Solar Concentrators based on Ultra-Earth-Abundant Indirect Band Gap Silicon Quantum Dots‘.
In tale lavoro si mostra come sia possibile sostituire i materiali impiegati fino ad oggi nei concentratori solari luminescenti (LSC), sino ad ora tossici o costosi, con nanosfere di silicio.



Fonti:
Rinnovabili.it
fotovoltaico sul web,
infofree.myblog

Sergio Saladini

 
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