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Pannelli solari intelligenti, che si muovono in base al meteo e al fabbisogno di energia: il progetto di un gruppo di ricerca del Politecnico di Zurigo Pannelli solari "intelligenti", che si muovono in base alle condizioni meteorologiche e al fabbisogno di energia: ecco il progetto sviluppato da un gruppo di ricerca del Politecnico di Zurigo e guidato dal professor Arno Schlueter. Pubblicato sulla rivista Nature Energy, si tratta di un sistema di facciate solari che permette non solo di produrre energia, ma anche di avere la giusta quantità di sole o di ombra a seconda del bisogno di raffreddamento o riscaldamento degli spazi interni. Facciate di edifici intelligenti, grazie a un sistema innovativo di pannelli fotovoltaici mobili: vediamo, nel dettaglio, di cosa si tratta.
Il sistema è composto da una serie di pannelli solari mobili installati su una rete di cavi d'acciaio leggeri, ognuno dei quali è controllato singolarmente e può essere spostato in orizzontale e in verticale da un elemento robotico morbido. Queste componenti robotiche costituiscono il punto chiave del sistema: combinando materiali in grado di cambiare forma sotto pressione con un giunto rigido a "U", esse possono bloccarsi in una posizione specifica, in modo da resistere al meglio alle tempeste e alle condizioni meteo avverse. Il sistema adattivo sviluppato dal gruppo di ricerca è stato testato su prototipi nel campus di Honggerberg, con risultati davvero positivi: questi pannelli solari intelligenti, in una limpida giornata estiva, possono produrre fino al 50% di energia in più rispetto a pannelli fotovoltaici standard installati sulla facciata di un edificio.
Come anticipato, la facciata con pannelli solari intelligenti è in grado di produrre energia ma anche di gestire la quantità di luce e di calore da far arrivare all'edificio. Grazie a un algoritmo di apprendimento, quindi, i pannelli si muovono di conseguenza, in modo da regolare la temperatura interna dell'edificio. Questo permette di ottimizzare l'energia per il riscaldamento o il raffrescamento dei locali interni, riducendo la domanda netta di energia. L'algoritmo, inoltre, tiene in considerazione anche le abitudini di utilizzo dell'energia, regolando la temperatura di conseguenza. Per capire, a livello teorico, di quanto si potrebbe ridurre il consumo di energia di un ambiente, i ricercatori hanno preso i dati dei prototipi e svolto delle simulazioni su scenari diversi: Cairo, Zurigo ed Helsinki (considerando sia applicazioni su edifici a uso residenziale che per uffici). I risultati hanno evidenziato come si ottenga un risparmio energetico più elevato negli uffici rispetto alle zone residenziali, e nei posti dai climi caldi rispetto a quelli con climi freddi (soprattutto nelle zone temperate dell'Europa centrale). È il caso, quindi, della simulazione di Zurigo, con il sistema che ha prodotto il 115% di energia richiesta per avere un ambiente confortevole. Poco dietro, con il 114%, si trova comunque la simulazione svolta al Cairo. Qui trovi maggiori dettagli, pubblicati sul sito del Politecnico di Zurigo.
Secondo il professor Schlueter, più le condizioni ambientali sono variabili, maggiori sono i vantaggi del sistema con pannelli fotovoltaici intelligenti. Questo progetto può essere un importante punto di svolta per abbinare efficienza energetica degli edifici e comfort per gli utenti che vivono tali spazi: dopo i prototipi sviluppati nel campus del Politecnico, il progetto è pronto per essere testato su un vero e proprio edificio. Infatti, questa facciata con moduli solari mobili figura tra i progetti che verranno installati su "HiLo" ("High Performance, Low Energy") costruzione in fase di realizzazione presso la piattaforma di ricerca NEST (a Dubendorf). HiLo prevedrà anche un sistema di sensori, soffitti e pavimenti termoregolatori, per produrre più energia di quella consumata.A questo link puoi trovare l’abstract del contenuto pubblicato su Nature Energy. Vuoi approfondire altri argomenti legati alla sostenibilità e all'energia solare? Scopri di più sulla World Solar Challenge 2019, la gara più famosa al mondo dedicata alle vetture solari. Photo credit: Arno Schlueter