Le finestre fotovoltaiche sono delle vere e proprie finestre, costituite da vetri fotovoltaici che possono assorbire i raggi solari per generare l'energia elettrica necessaria a soddisfare il fabbisogno energetico dell’immobili a cui sono applicate.
I vantaggi di questo sistema sono relativi allo spazio risparmiato essendo tutto integrato nel tamponamento della finestra stessa e sicuramente l’immagine tecnologica che si conferisce all’immobile.
I vetri fotovoltaici possono essere confrontati con altri elementi architettonici per l’Involucro edilizio, quali pannelli di rivestimento oppure il vetro stratificato di sicurezza, il granito e marmo, l’ acciaio, etc.. a differenza di quest’ultimi però i vetri fotovoltaici non svolgono semplicemente la funzione di rivestimento, ma producono energia e consentono il controllo della luce naturale per illuminare gli interni, diffondendo i raggi solari in modo uniforme e riducendo sensibilmente effetti di riflesso sui terminali video. Viene quindi drasticamente ridotto il calore prodotto dall'irraggiamento con la conseguenza di abbattere in alta percentuale i costi per l'impianto di raffrescamento esistente.
Le moderne tecniche di lavorazione del vetro, come la stratifica e la tempra, consentono di conferire a questo materiale, percepito come fragile, le caratteristiche di elemento strutturale e di sicurezza, i vetri fotovoltaici si presentano di stile e design differente in base al luogo in cui vengono installate e alla funzione che devono assolvere: possono ricoprire superfici vetrate come lucernari, tetti e facciate; possono avere un aspetto trasparente, semitrasparente o colorato per adattarsi completamente all'ambiente in cui verranno collocati e permettere una maggiore integrazione architettonica.
Tra le varie tecnologie si prevedono oggi l'utilizzo di gel trasparenti con silicio amorfo, mono o policristallino, applicato sulla superficie del singolo vetro o inserito nell'intercapedine di una vetrocamera.
Spesso si cerca e si desidera il vetro per le sue doti di luminosità e trasparenza, ma non lo si considera come merita per le sue caratteristiche più innovative, nella maggior parte dei casi capaci di fare la vera differenza in un progetto edilizio, anche nel residenziale, per garantire i risultati migliori in termini di risparmio energetico e di comfort abitativo.
Secondo un’indagine studio, gli italiani non sembrano infatti tenere in dovuto conto tutti i vantaggi e le opportunità che oggi i vetri più innovativi sono in grado di offrire. Un italiano su tre, innanzitutto, decide il cambio dei serramenti e dei vetri solo a fronte di un’urgenza o di una necessità pratica, nel caso di rotture, scheggiature o semplice usura. Un italiano su cinque, invece, non si pone nemmeno il problema di quale vetro scegliere, o con quali caratteristiche.
Il vetro, però, non è tutto uguale, le ultime innovazioni introdotte nel mercato, infatti, attraverso particolari trattamenti e indicazioni costruttive, permettono di dare vita a prodotti in grado di offrire la gestione ideale del caldo e del freddo in tutte le stagioni. A tutto vantaggio del risparmio energetico e del conto finale in bolletta. Negli ultimi anni la spinta tecnologica ha portato allo sviluppo di particolari vetri definiti “Smart glass”.
Gli Smart Glass sono vetri “intelligenti” che cambiano le proprietà di trasmissione della luce sotto l’applicazione di tensione, luce o calore. Gli Smart Glass consentono di ridurre i costi per il riscaldamento, l’aria condizionata e l’illuminazione ed evitare i costi di installazione e manutenzione di barriere ottiche motorizzate o persiane o tende. La classe degli Smart Glass comprende vetri stratificati di diversa natura.
C’è il vetro elettrocromatico che cambia colore quando viene percorso da una corrente continua a bassa tensione agli strati di ossidi metallici (strati invisibili a occhio nudo in quanto spessi 1/50 del diametro di un capello) che ricoprono la lastra (a differenza del vetro "fotocromatico" che cambia di colore quando sottoposto a diverse radiazioni luminose, o del "fotoelettrocromatico" che combina questi primi due tipi); il cambiamento di stato è evidenziato dall’apparire di una leggera colorazione azzurra che diventa man mano blu. Il cambiamento avviene tramite l’applicazione di una corrente. Quattro sono gli stati di colorazione possibili: chiaro, intermedio 1, intermedio 2 e blu. La regolazione delle proprietà ottico-energetiche del vetro avviene in maniera graduale e richiede dai 3 ai 5 minuti per passare dallo stato chiaro al color blu, che in ogni caso lascia la lastra trasparente. Il vetro elettrocromico è molto efficace nel controllo del calore e della luce solari nonché dell’abbagliamento rendendo possibile la sostituzione dei tradizionali sistemi di schermatura solare esterni e interni, e rendendo possibile un significativo risparmio energetico in ogni stagione, soprattutto in quella estiva. Quanto ai consumi di energia elettrica, Quantum Glass evidenzia che 200 metri quadri di vetro elettrocromico consumano tanto quanto una lampada a incandescenza da 60 Watt.