Dai giovani in discoteca alle auto in frenata: le ultime frontiere dell’energia

Dai pavimenti alle strade, alle foglie artificiali. Pur se con meno enfasi di altre energie rinnovabili, anche la piezoelettricità si sta facendo strada nel mercato, con la prospettiva di contribuire alla svolta green delle nostre città.

Primi studi in materia.

Risalgono al 1880 i primi studi in materia quando Pierre e Jacques Curie teorizzarono il fenomeno piezoelettrico. Il criterio di funzionamento è nella parola stessa: “Pressione elettrica” ovvero la capacità di alcuni materiali cristallini di creare una differenza di potenziale elettrico se sottoposti a stress meccanico. Questi principi trovarono le prime applicazioni per scopi militari durante la seconda guerra mondiale poiché il primo pavimento piezoelettrico non era altro che un particolare tappeto sul quale i soldati americani producevano energia elettrica attraverso gli esercizi che vi svolgevano al di sopra.

Stazioni metropolitane di Londra e Tokyo.

Oggi i pavimenti piezoelettrici trovano larga applicazione nelle metropolitane, Londra e Tokyo in testa. Migliaia di persone quotidianamente sottopongono a stress meccanico queste particolari pavimentazioni grazie al loro semplice passaggio, producendo un quantitativo di energia di circa 1,400 kW al giorno, che può far fronte al fabbisogno per l’illuminazione a led e degli strumenti elettronici delle stazioni.

Rotterdam, “l’eco-discoteca”.

In linea con gli stessi principi, a Rotterdam lo studio di architettura Döll-Atelier voor Bouwkunst ha progettato e realizzato la prima “discoteca sostenibile” dove la richiesta energetica è completamente soddisfatta dalle sollecitazioni compiute dalle persone sulla dancefloor piezoelettrica del locale.

Energia elettrica dal traffico veicolare.

In Israele si sta valutando di dotare l’intera rete viaria di speciali manti stradali integrati con i cristalli piezoelettrici dove la produzione energetica avviene attraverso il traffico veicolare. E’ in corso una sperimentazione su un breve tratto stradale per valutare con precisione costi e resa di questa tecnologia e si è già stimata una resa ipotetica di circa 400kw/km. Uno dei grandi vantaggi è la possibilità di accumulare energia elettrica in loco, nelle immediate vicinanze dei fruitori principali (residenze, edifici commerciali, aziende) situate in prossimità delle strade, ovviando ai noti problemi legati alle infrastrutture necessarie per le reti energetiche. La società che sta portando avanti il progetto è l’Innowattech.

Solar Ivy, l’edera piezoelettrica e fotovoltaica.

L’integrazione di queste tecnologie a quella fotovoltaica ha dato vita a “Solar Ivy”, un nuovo sistema per la produzione di energia sostenibile. Lo SMIT (Sustainably Minded Interactive Technology) di New York che ha progettato questo dispositivo è uno studio che si occupa esclusivamente di design sostenibile. Una delle problematiche riguardante i pannelli fotovoltaici è quella di riuscire a equilibrare aspetti tecnici ed estetici del pannello con quelli dell’involucro edilizio. La forma, la dimensione e il colore possono diventare elementi di caratterizzazione dello spazio architettonico e ”l’edera fotovoltaica” può essere una soluzione architettonicamente valida per gli edifici esistenti o di progetto infatti la suggestione progettuale di questo pannello è legata all’immagine dell’edera che cresce sulle pareti di un edificio.

Questa tipologia di pannello è pensata per i privati e per le aziende che intendono investire nei principi della progettazione sostenibile e della tutela ambientale poiché oltre a produrre energia elettrica a impatto zero tutti i materiali di cui è composto sono completamente riciclabili e rigenerabili. Il pannello è modulare e consente diversi livelli di personalizzazione che vanno dal colore al numero, e quindi, alla densità delle “foglioline fotovoltaiche”. Secondo la produzione di energia si può variare anche la tipologia di materiale fotovoltaico. La struttura di sostegno è in acciaio ed è abbastanza flessibile in modo tale da poter essere adattata a qualsiasi tipologia di architettura, rendendo quindi unica ogni sua singola applicazione. Può quindi essere utilizzato nel settore residenziale o commerciale, sia sull’esistente sia negli edifici di nuova progettazione. Proprio come la sua controparte naturale, Solar Ivy fornisce ombra, mentre raccoglie e converte la radiazione solare in energia.

Le caratteristiche del pannello

Le singole foglie sono in silicio amorfo, depositato in film sul supporto consentendo di avere un basso costo di produzione più basso rispetto ad altre forme di silicio con struttura monocristallina e policristallina. La base è in polietilene totalmente riciclabile e il film fotovoltaico protetto da una struttura in Tefzel. Le foglie sono collegate una a una a un cavo elettrico e, infine, a un accumulatore. Il costo di ogni singola foglia in silicio amorfo è di circa 16 euro, con una resa di circa 0.75 watt. Nella sua variante in CIGS (composta di Rame, Indio, Gallio e Selenio) la resa, a parità di costo, sale fino a quattro watt per singola foglia.

Le applicazioni legate ai principi della piezoelettricità e la sua unione con altre tecnologie come il fotovoltaico stanno trovando largo impiego in diversi settori. Sicuramente meno popolare rispetto alle altre fonti rinnovabili, ricoprirà sicuramente un ruolo importante nella produzione di energia sostenibile.