Un team interdisciplinare sta sviluppando un nuovo sistema fotovoltaico che combina estetica e funzionalità tecnica. Il progetto HelioSkin, guidato da Jenny Sabin alla Cornell University, si basa su un rivestimento solare flessibile e leggero, progettato per adattarsi a strutture architettoniche complesse. Attraverso la collaborazione tra esperti di fisica, ingegneria e biologia, il progetto mira a sfruttare i principi della natura per migliorare l’efficienza nell’uso dell’energia solare.
Un approccio ispirato alla natura
L’idea centrale di HelioSkin è che gli involucri edilizi possano adattarsi alle condizioni ambientali in modo dinamico, proprio come fanno le piante. I ricercatori hanno preso spunto dal comportamento dei girasoli, che orientano la loro crescita per massimizzare l’esposizione alla luce solare. Utilizzando strutture stampate in 3D, tecniche di produzione digitale e combinazioni di materiali avanzati, il progetto punta a migliorare l’efficienza energetica e, al contempo, a creare superfici dall’impatto estetico rilevante negli spazi urbani.
“L’idea alla base del progetto è che il sistema non solo produca energia in modo passivo, ma contribuisca anche a trasformare l’ambiente circostante, sia negli spazi urbani che in quelli ibridi tra città e campagna” – ha affermato Sabin. – “Sostenibilità significa prestazioni e funzionalità, ma anche estetica e coinvolgimento. Quando una tecnologia riesce a suscitare interesse e curiosità, diventa più semplice la sua diffusione. Il nostro obiettivo è incentivare un’adozione più ampia dell’energia solare e generare un impatto sociale positivo.”
Materiali flessibili per un’integrazione architettonica innovativa
Uno degli aspetti chiave del progetto è la combinazione di materiali fotovoltaici con supporti flessibili, capaci di adattarsi a diverse superfici senza compromettere le prestazioni meccaniche. La ricerca si concentra sullo sviluppo di pannelli solari deformabili, in grado di aderire a strutture complesse, e sull’utilizzo di simulazioni computerizzate per ottimizzare l’assorbimento e la distribuzione della luce.
Grazie alla collaborazione con aziende del settore industriale, il team di HelioSkin sta lavorando per rendere questa tecnologia scalabile e pronta per il mercato.
Tecniche di produzione innovative
Il progetto prevede un metodo di produzione che consente di stampare inizialmente i componenti in 2D, una scelta che riduce i costi, per poi trasformarli in forme 3D adattabili alle diverse strutture.
“Non è possibile prendere semplicemente un foglio di materiale e avvolgerlo intorno a una superficie senza che si formino pieghe o distorsioni,” – spiega Itai Cohen, professore di fisica. – “Abbiamo sviluppato un sistema basato su un pattern di pannelli e cerniere, che permette al materiale di espandersi in modo controllato e adattarsi alle superfici curve. Inoltre, l’impiego di tessuti flessibili come elemento di connessione consente una maggiore libertà di movimento.”
Un’integrazione tra biologia e architettura
Un aspetto fondamentale della ricerca riguarda la trasposizione dei meccanismi naturali nel design architettonico.
“Abbiamo compreso come le cellule vegetali riescano a seguire il movimento del sole e abbiamo tradotto questo principio in un software architettonico,” – spiega Adrienne Roeder, professoressa di biologia vegetale. – “Ora dobbiamo capire come applicare questo sistema all’interno della tecnologia HelioSkin.”
Applicazioni e prospettive future
Il team sta lavorando su progetti pilota per testare HelioSkin su piccole strutture fotovoltaiche urbane e coperture solari. L’obiettivo è realizzare un sistema scalabile, in grado di integrarsi armoniosamente nell’architettura e negli spazi pubblici.
A lungo termine, questa tecnologia potrebbe favorire un’adozione più diffusa delle energie rinnovabili in edilizia, contribuendo alla riduzione delle emissioni di CO₂ e offrendo nuove soluzioni estetiche e funzionali per le città del futuro
