Pannelli solari da finestra, la casa che produce energia dal vetro — idealista/news

Chi vive in condominio o in un centro storico raramente dispone di una porzione di tetto da destinare al fotovoltaico e, proprio per risolvere questo problema, l’edilizia sostenibile ha iniziato a sperimentare soluzioni capaci di integrarsi direttamente nelle facciate verticali. Tra queste rientra una tecnologia ancora poco diffusa ma in crescita, pensata per chi desidera ridurre i consumi senza intervenire sulla struttura dell’edificio: si tratta dei pannelli solari da finestra, ovvero le finestre fotovoltaiche.

Cosa sono i pannelli solari da finestra

Con il termine pannelli solari da finestra o finestre fotovoltaiche si indicano infissi che, all’apparenza, non si distinguono da quelli tradizionali, ma che al loro interno racchiudono materiali capaci di convertire la luce solare in energia elettrica. Si tratta di veri e propri vetri fotovoltaici trasparenti impiegabili al posto delle finestre convenzionali, il cui pregio principale è l’impatto estetico ridotto rispetto ai sistemi montati sui tetti.

Prima di procedere con l’installazione, è però opportuno valutare due aspetti complementari:

• la trasparenza, che incide sul bisogno di luce naturale degli ambienti;
• e l’efficacia, visto che la produzione di energia resta comunque inferiore rispetto a quella di un pannello fotovoltaico classico.

È poi necessario fare una distinzione tra questa soluzione e il semplice posizionamento di un pannello rigido dietro un vetro esistente: si tratta di una pratica tecnicamente realizzabile ma che offre una resa energetica minima, penalizzata dai fenomeni di riflessione e rifrazione descritti dalla legge di Fresnel. Le finestre fotovoltaiche vere e proprie incorporano invece la tecnologia direttamente nella struttura del vetro, superando in parte questo limite fisico.

Come funzionano le finestre fotovoltaiche

Il funzionamento delle finestre fotovoltaiche si basa sulla presenza di due lastre di vetro tra le quali viene inserito un materiale otticamente attivo: celle in silicio amorfo, monocristallino o policristallino, applicate sotto forma di gel trasparente contenente silicio amorfo. 

Questo procedimento trasforma il vetro in un semiconduttore, mantenendo comunque un livello di trasparenza sufficiente all’uso quotidiano come infisso. Il punto di applicazione di questo strato incide sulla produttività:

• quando il gel è steso direttamente sulla superficie del vetro, la finestra fotovoltaica può generare fino a 100 Watt/m2;
• se invece viene collocato nell’intercapedine della vetrocamera, la produzione può arrivare a 300 Watt/m2, quasi triplicando l’efficienza complessiva del sistema.

Ma come funziona effettivamente il sistema dietro una finestra fotovoltaica? Una volta catturata, la luce solare viene assorbita dai fotoni presenti nel gel e nei polimeri organici, mentre la vibrazione degli atomi all’interno del silicio amorfo innesca un flusso continuo di elettricità, convogliato verso i bordi del telaio. 

Da qui, la corrente raggiunge un piccolo inverter domestico che la converte in energia utilizzabile per le utenze della casa, rendendo l’intero processo invisibile all’occhio di chi abita l’ambiente.

Quali sono le tipologie di finestre fotovoltaiche per casa

Le finestre fotovoltaiche si distinguono prima di tutto in base al grado di trasparenza; a questo criterio di classificazione si aggiunge anche il materiale usato per le celle, che incide direttamente sulla capacità produttiva e sull’aspetto visivo del vetro. Di seguito le diverse tipologie di finestre fotovoltaiche presenti in commercio:

• finestra con vetri trasparenti: garantisce le prestazioni di un infisso tradizionale, lasciando passare sia la luce sia il calore;
• finestra con vetri semitrasparenti: consente il passaggio di una luce più tenue, ma assicura una produzione elevata di energia elettrica, impedendo l’assorbimento di calore e raggi infrarossi;
• finestra con vetri colorati: conferisce un tocco estetico differente, mantenendo prestazioni energetiche paragonabili alle altre versioni;
• celle cristalline: doppia lastra di vetro temperato con celle in silicio monocristallino o policristallino nell’intercapedine, per un risultato finale trasparente;
• celle in silicio amorfo: appaiono leggermente oscurate, ma lasciano filtrare luce sufficiente a illuminare l’ambiente interno;
• celle solari organiche: composte da polimeri reattivi alla luce grazie al carbonio, stampate su rotoli sottili e applicabili a diverse superfici.

Perché usare i pannelli solari da finestra: i vantaggi

Le finestre fotovoltaiche rappresentano una possibilità concreta da usare quando i vincoli estetici impediscono l’installazione di un impianto fotovoltaico sul tetto. Questa tecnologia si adatta particolarmente bene ai grandi condomini urbani, permettendo di sfruttare le pareti verticali libere dall’ombra di alberi o edifici circostanti, purché orientate verso sud.

Tra i principali vantaggi delle finestre fotovoltaiche ci sono:

• assenza di ingombro sul tetto: sfruttano l’unica superficie verticale disponibile per generare energia pulita direttamente dalle finestre di casa;
• calore ridotto in estate: i modelli semitrasparenti bloccano i raggi infrarossi, mantenendo più fresche le stanze e riducendo il ricorso ai condizionatori;
• rispetto dei vincoli estetici sulla facciata: si integrano senza alterare l’aspetto dell’edificio e si collegano ai sistemi di domotica per la casa;
• miglioramento dell’efficienza energetica complessiva dell’abitazione, senza compromettere l’irraggiamento naturale, specialmente con i vetri di tipo cristallino.

Qual è il prezzo di un pannello solare da finestra

Il costo dei vetri fotovoltaici trasparenti varia anche notevolmente in base alla qualità e alla tipologia del vetro utilizzato, sia esso a base di silicio amorfo, organica o realizzato con altri materiali come il grafene; in base a queste variabili si può considerare una fascia di spesa piuttosto ampia, tra 0,90 e 7 euro/Watt. 

Per un confronto, un pannello fotovoltaico tradizionale da 350 Watt ha un costo compreso tra 200 e 400 euro, corrispondente a una spesa per modulo che oscilla tra 0,50 e 1,15 euro/Watt: una cifra sensibilmente inferiore rispetto a quella delle finestre fotovoltaiche. A questi importi occorre poi sommare i costi di posa, che possono variare a seconda alla complessità dell’installazione e alla struttura necessaria per sostenere finestre e pannelli.

Come deve essere una casa green oggi

Le finestre fotovoltaiche rappresentano un passo importante per ottenere una casa green, ma da sole non bastano a contenere in modo significativo l’impatto ambientale. Per evitare sprechi e migliorare le prestazioni complessive dell’edificio sono necessari altri interventi: 

• un buon cappotto termico esterno sui muri perimetrali, materiali isolanti di qualità e pellicole termiche applicate ai vetri.
• A questi elementi si affiancano climatizzatori efficienti, in grado di ridurre i consumi elettrici, e una batteria domestica per accumulare l’energia prodotta durante le ore di sole.
• L’evoluzione della tecnologia fotovoltaica applicata al vetro procede proprio in questa direzione, come dimostra la finestra solare ibrida, un serramento speciale che produce contemporaneamente elettricità e acqua calda sfruttando i raggi infrarossi.