Progetto FOURIER, dal pannello fotovoltaico all’edificio fotovoltaico

Il superamento degli attuali limiti dei pannelli solari, a partire dal posizionamento, passa dalla realizzazione di moduli fotovoltaici più efficienti e versatili

Il successo della transizione energetica passa anche dei progressi nell’ambito dell’edilizia relativi allo sfruttamento dell’energia solare. Attualmente i limiti maggiori sono legati alle caratteristiche fisiche dei pannelli che ne condizionano fortemente le modalità d’installazione, per lo più circoscritte al collocamento sui tetti degli edifici. La sfida è quindi quella di sviluppare nuove generazioni di moduli fotovoltaici che rendano possibile la loro piena integrazione nell’ambiente costruito, così da poter arrivare in un futuro non lontano al traguardo massimo: costruire edifici capaci di produrre più energia rispetto a quanta ne consumano.

Nuovo mercato con potenziale enorme

Stiamo parlando, e la cosa è assolutamente intuitiva, di un’evoluzione tecnologica dalle conseguenze colossali, poiché potenzialmente coinvolgerebbe, limitandoci al nostro continente, tutti gli edifici di futura realizzazione oltre a buona parte di quanto già costruito. Ed esiste già un acronimo, BIPV (Building-Integrated PhotoVoltaic), ad identificare un nuovo mercato destinato ad assumere dimensioni sempre più rilevanti, con le stime che parlano di quasi 100 miliardi di dollari intorno al 2030.

In particolare, il comparto BIPV avrà un ruolo sempre più importante nel caso dei fabbricati a più piani come i condomini, dove lo spazio sul tetto è limitato e l’integrazione strutturale dei moduli è fondamentale. In questo contesto nasce l’esigenza di sviluppare moduli e sistemi fotovoltaici basati su concetti di mass-customization e adattabili ad un’ampia gamma di progetti di realizzazione o di ristrutturazione di facciate di edifici a più piani, sia dal punto di vista dell’installazione che di quello della gestione e della manutenzione.

Progetto selezionato nel bando CSEA

E arriviamo così al progetto “FOURIER”, un nome che richiama l’illustre filosofo francese del Settecento anche se in realtà si tratta di un altro acronimo, questa volta molto elaborato: “FotovOltaico efficiente in facciata per il fUturo pRossImo della rEte elettRica”. Un’iniziativa che è stata prescelta nell’ambito del bando finalizzato a finanziare i progetti di ricerca incentrati sull’innovazione tecnica e tecnologica pubblicato da CSEA (la Cassa per i servizi energetici e ambientali).

Un progetto che ha anche il merito di essere realizzato da una pluralità di soggetti italiani: Camlin Italy (capofila) e altri partner strategici tra i quali due realtà di rilievo come Gruppo Focchi, specializzato nella realizzazione di facciate per grandi edifici, e Applied Materials Italia S.r.l., azienda fornitrice di macchine impiegate nella produzione di celle solari. Da menzionare anche l’apporto di due importanti istituti di ricerca: IMEM-CNR ed Eurac Research.

Salto di qualità nella tipologia di prodotti

I suoi promotori descrivono il progetto FOURIER come “un esperimento innovativo di una nuova filiera ibrida costruzioni-energia nato dalla consapevolezza, comune a tutti i proponenti, che le opportunità di business che deriveranno dalla spinta alla transizione energetica alle energie rinnovabili richieda un salto di qualità nella tipologia di prodotti da mettere sul mercato, dalla loro sostenibilità produttiva all’accesso e alla facilità d’uso da parte di chi concepisce, gestisce e/o esegue i progetti di ristrutturazione edilizia”.

Con queste premesse concettuali si è quindi arrivati a definire quelli che vanno considerati come i tre output chiave del progetto:

1. Un modulo fotovoltaico ad alta efficienza, progettato ab-inizio sulla base di specifiche funzionali, strutturali ed estetiche dettate dal partner industriale che opera direttamente sul mercato delle facciate innovative;
2. Un mock-up di facciata che dimostri il valore aggiunto della progettazione integrata modulo-facciata;
3. Un dimostratore di cella fotovoltaica tandem a 4 terminali basata su una tecnologia innovativa sviluppata in collaborazione con l’Istituto IMEM-CNR e concepita da Camlin Italy come componente chiave per una futura versione 2.0 del modulo a più alta efficienza.

Inchiostri particolari per lo strato fotovoltaico

Ci sono poi ulteriori dettagli inerenti le metodologie che sono state adottate nel progetto FOURIER:  “L’utilizzo di tecniche di meccanochimica per la sintesi di calcogenuri fotovoltaici consente di ottenere inchiostri di micro e nanoparticolati ad elevata purezza, abbattendo così i costi di produzione in modo significativo. Gli inchiostri possono essere depositati mediante varie tecniche di stampa su substrati conduttivi per ottenere lo strato fotovoltaico semitrasparente”.

Un lavoro complesso e innovativo i cui risultati verranno presentati alla fine del 2024, compresi il modulo fotovoltaico ad alta efficienza e la tecnologia di cella fotovoltaica tandem a 4 terminali. “Il progetto FOURIER – concludono i suoi promotori – rappresenta un’importante iniziativa per lo sviluppo di un settore strategico come quello dell’industria fotovoltaica italiana, in un contesto di transizione energetica verso fonti rinnovabili”.