Si tratta di una domanda che molte persone si pongono e che abbiamo sviluppato al meglio in questo articolo. Il dubbio che affligge molti è sapere se i pannelli solari funzionano se posti dietro a un vetro e cosa sono i pannelli solari da finestra. Scopriamolo!
I pannelli solari funzionano se posti dietro a un vetro?
Sì, i pannelli fotovoltaici funzionano anche se posti dietro a un vetro, ma il loro rendimento energetico, efficienza e potenza è molto inferiore ai loro valori nominali in questa condizione.
Si può quindi ritenere che gli stessi funzionino ma le loro prestazioni saranno molto ridotte. A spiegare e giustificare questa riduzione, un fenomeno fisico, noto come Legge di Fresnel.
Quali sono i motivi per utilizzare pannelli solari da finestra?
Ovviamente in caso di classica installazione da tetto o da balcone non ci troveremo di fronte a questi problemi, ma in alcune applicazioni potremmo trovarci a valutare la soluzione dei pannelli solari da finestra.
Si tratta per esempio di un problema abbastanza comune per chi equipaggia con un pannello solare la propria barca o il camper e spera di poter sfruttare la potenza del sole anche in movimento.
Ma di fronte a questa problematica ci si può trovare anche chi pensa di sfruttare un abbaino o una finestra o porta finestra chiusa al fine di ottenere energia dal sole, condizioni non impossibili, magari per chi vive in un appartamento e non ha possibilità di avere nemmeno un balcone a propria disposizione.
Ora che sappiamo quali sono le ragioni per cui una persona potrebbe pensare di installare dei pannelli solari da finestra, entriamo un attimo nel campo della fisica per capire perché non è una buona idea (o quantomeno, non così efficace).
La legge di Fresnel
Torniamo per un attimo ai laboratori di fisica e agli esperimenti delle scuole medie e superiori e pensiamo un attimo a quando abbiamo utilizzato un prisma.
Durante il nostro esperimento abbiamo scoperto in pratica cosa rappresenta la legge di Fresnel.
Nella stessa abbiamo capito il principio della luce. La stessa può essere descritta come un fotone o particella che, in riferimento alla luce solare, viaggia dal Sole alla Terra, seguendo una velocità e direzione ben conosciute.
Come una freccia, il fotone colpisce l’oggetto e “produce” la sua azione, consistente solitamente nell’illuminare e riscaldare.
Ma se il raggio di sole colpisce una superficie trasparente o riflettente, parte del raggio o del fotone può venire riflesso all’interno della superficie.
Questa azione porterà quindi una sorgente univoca a spezzettarsi in svariate direzioni:
- una parte passerà indenne il vetro e raggiungerà l’obiettivo (il pannello solare)
- una parte verrà riflessa verso l’esterno secondo diverse angolazioni
- infine l’ultima parte passa attraverso il vetro ma viene deviata in diverse direzioni. Una percentuale potrebbe quindi colpire il pannello ma con un’angolazione non ideale e un’altra potrebbe non colpirlo proprio.
Questa variazione dell’angolo e della velocità data dall’ostacolo trasparente del vetro viene determinata da un coefficiente noto come indice di rifrazione del mezzo, che varia a seconda del tipo e spessore di vetro.
Il risultato sui nostri pannelli solari da finestra
Ecco quindi che la quantità di fotoni che raggiungerà il pannello solare dietro a un vetro non sarà la stessa che raggiungerebbe un pannello solare esposto direttamente alla luce solare.
Tutto quello che non arriva al pannelli solari da finestra è quindi energia dispersa che non produrrà energia elettrica.
Le perdite causate dalla presenza del vetro possono variare in base al fattore di riflessione dello stesso. Valore difficile da quantificare ma sicuramente non microscopico, per un calo radicale che influenza il rendimento del pannello stesso nell’immediato e nel tempo.
Altri fattori che possono influenzare la resa di pannelli solari da finestra sono:
- orientamento e posizione del sole in riferimento al pannello. Ovviamente la nostra finestra dovrebbe essere orientata verso sud, in caso contrario non vale proprio la pena installare un pannello solare. Dal punto di vista dell’angolazione si potrà fare davvero poco, visto che il pannello dovrebbe essere posto proprio di fronte al vetro e quindi non con l’angolazione ideale.
- ombreggiamento. La nostra finestra potrebbe avere una struttura o telaio che va a ridurre ulteriormente la quantità di luce che penetra all’interno della stessa per raggiungere il pannello
Vale quindi la pena installare pannelli solari da finestra?
Per tutte le considerazioni sopra indicate non vale proprio la pena installare pannelli solari da finestra. Ecco quindi che dovremmo cercare di installare un pannello solare senza il filtro del vetro, magari sfruttando le grandi possibilità offerte dai pannelli solari flessibili o portatili.
Una soluzione dal futuro?
Alla data attuale non c’è alternativa al classico pannello solare disponibile in versione rigida, flessibile o portatile, ma la ricerca procede spedita e i pannelli solari incorporati nel vetro iniziano a fare la propria comparsa sul mercato.
La soluzione per il futuro potrebbe essere nel vetro fotovoltaico. Questa tecnologia utilizza pannelli tecnologici a film sottile che si posizionano all’interno di due lastre che compongono il vetro.
Una soluzione del genere permetterebbe di implementare i pannelli solari nelle vetrate verticali. Si tratterebbe di una notevole evoluzione che però, anche se industrializzata, avrà comunque delle limitazioni date da una disposizione assolutamente verticale che non è ideale per il pannello solare.
A questo si aggiunge un effetto di diffrazione comunque presente a causa dello strato di vetro esterno. Il risultato è quindi un’applicazione potenzialmente interessante dal punto di vista architettonico ma sicuramente non da quello della funzionalità o dell’aspetto economico.
Ecco quindi che alla data attuale, almeno per un utente privato, seppur usufruendo degli incentivi statali, una soluzione del genere non è per niente appetibile.
Molto meglio utilizzare un pannello solare di tipo tradizionale, sfruttando le grandissimi possibilità offerte dai pannelli solari portatili e flessibili, che possono essere installati in qualsiasi posizione, anche temporanea.
In questo modo si potrà beneficiare nella sua interezza della potenza e dei vantaggi dei pannelli solari, per un prodotto che darà grandissime soddisfazioni nel tempo, sia dal punto di vista ecologico sia da quello del risparmio, sia della funzionalità e comodità d’uso.
