Facciate fotovoltaiche integrate: come coniugare trasparenza e resa energetica negli edifici

Progetto FOURIER: un passo significativo verso l'integrazione del fotovoltaico negli edifici

Lanciato nel 2021, il progetto FOURIER ha sviluppato celle fotovoltaiche ad alta efficienza integrate nelle facciate degli edifici. Grazie alla collaborazione tra importanti realtà industriali e accademiche italiane, ha introdotto innovazioni tecniche significative, promuovendo edifici energeticamente autonomi e sostenibili.

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Sviluppo di soluzioni fotovoltaiche integrate su larga scala

Negli ultimi anni, la crescente consapevolezza sui cambiamenti climatici e la ricerca di fonti energetiche sostenibili hanno spinto l'umanità verso l'adozione di soluzioni innovative nel campo delle energie rinnovabili.

Tra queste, le soluzioni fotovoltaiche integrate si stanno affermando come una risposta efficace e versatile alle sfide energetiche contemporanee. Le tecnologie fotovoltaiche integrate offrono prospettive promettenti, poiché consentono di produrre energia rinnovabile in modo diffuso e direttamente dove è richiesta. Grazie a una progettazione intelligente, il fotovoltaico può non solo alimentare i nostri edifici, ma anche diventare parte integrante del nostro paesaggio, contribuendo a un futuro più verde e sostenibile. Su questa scia si posiziona il progetto di ricerca FOURIER.

Scopo dell’iniziativa, conclusasi a fine 2024, è stato coniugare elevati standard tecnici ed estetici con una grande applicabilità su larga scala, contribuendo così allo sviluppo di soluzioni energetiche avanzate e sostenibili.

Uno degli elementi distintivi del progetto è stata la creazione di una filiera interamente italiana, che ha riunito le migliori competenze del Paese in un ecosistema sinergico.

Il consorzio ha infatti come partecipanti la capofila Camlin Italy, azienda specializzata nel monitoraggio delle infrastrutture e della rete elettrica, operante in stretta collaborazione con Henesis Srl; il Gruppo Focchi, specializzato nella realizzazione di facciate per grandi edifici; Applied Materials Italia, leader nella fornitura di macchinari per la produzione di celle solari; IMEM-CNR, istituto di ricerca all’avanguardia nello sviluppo di celle fotovoltaiche basate su calcogenuri; GruppoSTG, che ha contribuito alla progettazione e produzione delle vetrate fotovoltaiche strutturali dotate di vetrocamera e il centro di ricerca applicata Eurac Research, che ha coordinato la progettazione e lo sviluppo della soluzione di facciata mostrata in figura 2.

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L’importanza delle prove in laboratorio

Grazie alle sue competenze nell’affidabilità dei sistemi fotovoltaici, l'istituto per le energie rinnovabili di Eurac Research ha condotto approfondite prove in laboratorio per valutare le prestazioni e la durabilità delle tecnologie sviluppate nell’ambito del progetto.

Camlin Group in collaborazione con l'Istituto per le Energie Rinnovabili di Eurac Research, Gruppo Focchi, Applied Materials Italia, IMEM-CNR e il partner esterno GruppoSTG hanno progettato e sviluppato dei moduli fotovoltaici innovativi che sono stati integrati in elementi di facciata dal Gruppo Focchi e sono stati sottoposti a rigorose prove presso i laboratori Solare PV Lab, PV Integration Lab e il Facade System Interaction Lab di Eurac Research presso il NOI Techpark di Bolzano. Le misurazioni in Solare PV Lab2 hanno avuto come oggetto la caratterizzazione solare di una facciata che integra unità di vetro isolante (IGU) e tecnologie innovative di fotovoltaico integrato (IPV).

Nell’ambito del progetto il ruolo di Eurac Research è stato quello di testare, misurare e caratterizzare i prodotti fotovoltaici integrati presenti all'interno di un sistema di facciata, sviluppato nelle fasi precedenti. Le procedure per caratterizzare i moduli sono state eseguite seguendo la norma IEC 61215 e sono state adattate per determinare nuove procedure per testare l'IPV all'interno dei sistemi di facciata, considerando le Condizioni di Test Standard.

La facciata in esame, sviluppata dal Gruppo Focchi, integra quattro tipi di moduli fotovoltaici colorati all'interno di Unità di Vetro Isolante, composti da tecnologia Passivated Emitter and Rear Cell (PERC) fornita dal Gruppo STG o tecnologia di shingling a eterogiunzione (HJT) di Applied Materials.

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I risultati di queste prime misure e delle prove di elettroluminescenza sono stati cruciali per le successive campagne di misurazioni presso il PV Integration Lab e il Facade System Interaction Lab, infrastruttura realizzata per valutare l’interazione tra gli elementi che costituiscono un edificio - sistemi e componenti di involucro, impianti di ventilazione, riscaldamento e raffrescamento - e l’ambiente interno.

Il laboratorio è in grado di verificare in condizioni di funzionamento realistiche le prestazioni energetiche e la qualità degli ambienti interni determinate da sistemi di facciata innovativi, con diverse configurazioni impiantistiche.

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