Pannelli fotovoltaici indoor: produrre energia senza il sole

Quando sentiamo parlare di pannelli fotovoltaici tutti pensiamo alle tradizionali celle installate sui tetti degli edifici che producono energia dal sole. Ma proprio perché hanno bisogno della luce per funzionare, le celle di nuova generazione potranno essere utilizzate anche negli spazi chiusi. Vediamo come questo è possibile.

I pannelli fotovoltaici indoor

La tecnologia fotovoltaica consente di sfruttare la radiazione solare per convertirla direttamente in energia elettrica. Per farlo sfrutta l’effetto fotovoltaico, cioè la proprietà di alcuni materiali che sono trattati per generare elettricità quando sono colpiti dai fotoni. In realtà la luce necessaria per questo processo può anche avere come origine non una fonte naturale, ma una artificiale. Senza dubbio la luce del sole riesce a garantire una migliore efficienza nelle celle tradizionali, ma l’idea è quella di realizzare un nuovo tipo di celle. Si tratta di sistemi  progettati per ambienti interni e che servono per recuperare energia. Negli spazi chiusi la luce è ampiamente disponibile, sia di giorno che di notte. Recuperando questa energia, se ne può produrre altra, in maniera pulita e sostenibile.

La rivoluzione degli edifici smart

I pannelli fotovoltaici indoor sono dispositivi facilmente integrabili con l’edificio perché sono molto sottili. Sono anche sistemi flessibili ed efficienti in condizioni di illuminazione bassa, come è negli spazi chiusi. L’esigenza di avere celle fotovoltaiche indoor deriva dallo scenario futuro sia di edifici sia, soprattutto, di città smart. Per avere dispositivi sempre in grado di connettersi e di comunicare tra loro, c’è bisogno di una grande quantità di energia. Per produrla in modo gratuito e sostenibile, la soluzione ideale è di riciclare la luce artificiale che quotidianamente si usa. Una cella fotovoltaica che recupera  questa energia, la può trasformare per alimentare gli smart devices negli stessi edifici. In pratica, i pannelli indoor possono utilizzare una seconda volta l’energia che altrimenti sarebbe sprecata. Si tratta quindi di un aspetto essenziale per gli obiettivi “green” di cui oggi si ha bisogno per la transizione ecologica.

Pannelli indoor: a che punto siamo

La tecnologia solare, che nasce già come “pulita”, in questo caso consente anche recuperi energetici senza ottenere prodotti di scarto. Al tempo stesso, questa soluzione sostiene la digitalizzazione e l’evoluzione tecnologica che richiederà una quantità sempre più grande di energia. Oggi i pannelli solari per interni si possono produrre in due modi. Una tecnologia si basa sulle celle organiche, cioè quelle di terza generazione, che usano polimeri carboniosi come materiale attivo e non più il silicio delle celle tradizionali. In alternativa, la cella è realizzata in perovskite, un minerale cristallino che contiene ioni di iodio, piombo e altri ioni organici.  In entrambi i casi, ottimizzando i legami tra i materiali utilizzati, si può massimizzare il rendimento delle celle per il funzionamento con la luce artificiale.

I vantaggi delle celle di nuova generazione

I rendimenti oggi raggiunti da diversi gruppi di ricerca internazionali superano il 20%. La tecnologia tradizionale da esterno, che in genere non supera il 15% di rendimento, in un ambiente chiuso fornirebbe un’ efficienza minore del 5%. Le celle per interni infatti sono studiate e realizzate proprio tenendo conto delle caratteristiche dell’illuminazione artificiale, che ha uno spettro e un’intensità diversa da quella naturale. Non meno importante è l’aspetto economico. I materiali richiesti sono molto meno costosi rispetto al tradizionale silicio da esterni. Le possibilità di applicazione quindi sono molte, dagli uffici ai supermercati, ma anche alla domotica e ai dispositivi e sensori di vario genere. Sia le celle organiche che quelle in perovskite si alimentano da sole, senza bisogno di batterie di accumulo. Non c’è bisogno quindi di costi aggiuntivi né di sostituire periodicamente le celle. Tutto questo rappresenta quindi una nuova logica di sostenibilità, sia economica che ambientale.