Le serre si uniscono alle piante nelle attività connesse alla conversione dell’energia
Soddisfare la crescente domanda mondiale di cibo ed energia, mitigando al contempo i cambiamenti climatici, è una delle principali sfide del nostro tempo. L’agricoltura e gli edifici sono tra i maggiori consumatori di energia e dunque, generatori di emissioni. Per quanto l’agricoltura in serra possa aumentare significativamente la produzione di cibo per ettaro rispetto all’agricoltura in campo aperto, resta comunque più energivora. Ma grazie alle grandi superfici inondate dalla luce del sole, le serre sono anche nella posizione ideale per sfruttare la luce solare e produrre elettricità più pulita, con enormi benefici globali per l’agricoltura e l’ambiente. Grazie al progetto PanePowerSW, finanziato dall’UE, i ricercatori stanno immettendo sul mercato il loro prodotto in vetro solare trasparente, PanePower Solar Window, dai molteplici impieghi, dalle serre alle finestre degli edifici commerciali.
Stimolare la produzione energetica in tutti i modi possibili
Le celle solari convertono la luce solare in elettricità assorbendo fotoni da vaste aree dello spettro elettromagnetico. I fotoni forniscono energia ai materiali fotovoltaici (FV), eliminando alcuni elettroni e facendo fluire corrente elettrica. Il mercato del fotovoltaico sta valutando le possibilità offerte dai concentratori solari luminescenti (LSC) dagli anni Settanta, come modo per migliorare l’efficienza della produzione di elettricità. I concentratori solari luminescenti assorbono i fotoni che non sono in grado di fornire energia ai materiali fotovoltaici esistenti e li riemettono a lunghezze d’onda utili. PanePowerSW ha sfruttato i concentratori solari luminescenti a spettro variabile per migliorare l’efficienza delle celle solari, ma anche per aumentare la radiazione attiva fotosintetica per le piante. Usare materiali trasparenti che lasciano passare i fotoni è controintuitivo, infatti l’assorbimento di fotoni è necessario per generare elettricità. Secondo Nick Kanopoulos, presidente e amministratore delegato di Brite e coordinatore di PanePowerSW, «il grande successo di PanePowerSW è dato dai suoi innovativi nanomateriali LSC in grado di spostare l’ultravioletto. Dirottiamo i fotoni nella gamma UV non utile né per i pannelli fotovoltaici né per le piante in crescita e li ritrasmettiamo nelle regioni rosse e blu dello spettro che sono utili per entrambi. Ciò permette alla luce visibile di passare attraverso i pannelli, aumentando al contempo la produzione di elettricità e la fotosintesi, rendendo la tecnologia ideale per applicazioni in serra.»
Rese più alte, costi più bassi, meno emissioni
PanePowerSW ha ottimizzato la formulazione dei nanomateriali LSC e ha progettato il prodotto in vetro solare trasparente per soddisfare i criteri di commercializzazione universali. Il prodotto è stato convalidato attraverso l’impiego in una serra pilota. I test sul campo hanno mostrato una riduzione dei costi di gestione dell’energia fino all’80 % derivanti dalla vendita di elettricità alla rete, una cifra che potrebbe essere ancora più elevata nei paesi con una maggiore irradiazione solare. «La coltivazione dell’uva nella nostra serra pilota ha riportato un’impronta di CO2 negativa per chilogrammo di uva prodotta: un primato mondiale in agricoltura, con una potenziale scalabilità senza limiti», aggiunge Kanopoulos. Una linea di produzione all’avanguardia completamente automatizzata per la stampa a getto d’inchiostro di nanomateriali permetterà a Brite di fornire il suo vetro solare a un costo significativamente inferiore a quello precedentemente possibile. Kanopoulos aggiunge: «La tecnologia di fabbricazione può essere facilmente installata con gli strumenti delle linee di produzione esistenti, rendendo la nostra proposta altamente scalabile, e tutti i materiali utilizzati per la produzione del nostro vetro solare sono ecologici e completamente riciclabili. In breve, PanePowerSW può garantire un approvvigionamento alimentare sostenibile per il mondo, con un impatto ambientale positivo.» PanePowerSW potrebbe presto dare energia al mercato globale dell’agricoltura in serra, aiutando a raggiungere una fornitura costante di alimenti prodotti in modo sostenibile per le nostre tavole.
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