Le attività di ricerca dell Enel sul solare. Gioacchino Bellia Enel Ingegneria e Innovazione Area tecnica ricerca

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1 Le attività di ricerca dell Enel sul solare Gioacchino Bellia Enel Ingegneria e Innovazione Area tecnica ricerca 1

2 Agenda Il contesto tecnologico Il ruolo specifico di ENEL Highlights tecnologiche Il ruolo della ricerca ENEL in 3SUN 2

3 Portafoglio ampio di soluzioni tecnologiche fotovoltaiche

4 La roadmap delle efficienze Differenti soluzioni per differenti necessità (CPV) MJ solar cells Silicon based Thin film Third generation Necessità di individuare la soluzione tecnologica ottimale per ciascun caso specifico

5 Agenda Il contesto tecnologico Il ruolo specifico di ENEL Highlights tecnologiche Il ruolo della ricerca ENEL in 3SUN 5

6 Roadmap Tecnologica Fotovoltaica di ENEL Fonte: IEA Fonte :IEA Attività in corso OGGI Attività Future 6

7 Obiettivo principale della ricerca di ENEL Riduzione costo del kwh prodotto da fotovoltaico Tecnologie ad alta efficienza reale Tecnologie a basso costo Materiali ad alto costo Strutture sempici Tecnologie innovative Elevato throughput di processo Integrazione di componenti elettronici per la gestione dell energia

8 Il ruolo chiave di Enel nel fotovoltaico Il laboratorio fotovoltaico Innovativo di Catania Struttura di ricerca di eccellenza nello studio e nella caratterizzazione delle tecnologie fotovoltaiche innovative Sistema CPV Stazione test outdoor Camere climatiche Stazione meteo Sistema CPV Superficie di 10 Ettari Impianto in piena scala Simulatore solare e stazione prova indoor 8

9 Le attività del Laboratorio Fotovoltaico di Catania ENEL Caratterizzazione di tutte le tecnologie FV più promettenti sul mercato o prossime alla commercializzazione in condizioni indoor e outdoor per valutarne le effettive prestazioni Identificazione delle prospettive di sviluppo di componenti e sistemi innovativi a partire dalle celle fino all intero impianto FV Identificazione degli aspetti chiave per l'attuazione su larga scala delle tecnologie fotovoltaiche Identificazione degli aspetti chiave per l integrazione delle tecnologie PV nelle aree urbane Sviluppo di sistemi per il monitoraggio e la diagnostica dei sistemi FV Tipologie di prove svolte presso il laboratorio : Prove di caratterizzazione elettrica secondo CEI EN 61215:2006, CEI EN 61646:2006 Prove non standardizzate (prove speciali con banchi ad inseguimento e moduli a concentrazione, Energy Rating e Power Rating Outdoor) Prove speciali: analisi della qualità dei moduli FV mediante test di Elettroluminescenza e Termografia Prove di producibilità outdoor su breve medio termine

10 L edificio Enel di Catania Laboratorio di prova per gli edifici del futuro Edificio dimostrativo che integra principi e sistemi per l efficienza energetica e la generazione e gestione dell energia da rinnovabile Già esempio di eccellenza L edificio del futuro Edificio progettato negli anni 80 come dimostrativo di concetti innovativi per il risparmio e energetico Differenti tipologie di moduli di facciata passive per il risparmio energetico Installato 12/ Realizzazione di edificio laboratorio per lo studio di: Integrazione rinnovabile negli edifici Componenti per il risparmio energetico Domotica

11 Agenda Il contesto tecnologico Il ruolo specifico di ENEL Highlights tecnologiche Il ruolo della ricerca ENEL in 3SUN 11

12 La ricerca sull integrazione del fotovoltaico negli edifici e aree urbane Temi di ricerca Integrazione con le forme dell involucro edilizio Integrazione con materiali e colori degli edifici Design innovativo Ottimizzazione rapporto design/performance Strumenti Ricerca di nuovi materiali ad elevato livello di intergazione Ricerca di nuovi substrati Progetto di nuovi materiali strutturali con materiali fotosensibili integrati

13 Applicazione di soluzione integrate negli edifici Integrazione in facciate Integrazione su tetto Integrazione in vetrate Integrazione in ringhiere Integrazione in frangisole

14 Fotovoltaico organico (OPV) Il Fotovoltaico organico segue il successo commerciale degli Organic Light Emitting Diodes (OLED) La maggiore efficienza certificata OPV è stata misurata attraverso l impiego di Polymer-fullereni Strutture L OPVs può essere prodotto mediante tecniche veloci e basso costo come deposizione roll-to-roll e / o tecniche di stampa. I moduli OPV sono leggeri, sottili e flessibili Le tecnologie OPV possono essere utilizzate su finestre, pareti, tele, tessuti, attrezzature utilizzate all'aperto e giocattoli

15 Dye sensitized solar cell (DSSC) Applicazione artificiale della fotosintesi clorofilliana La cella DSSC usa un pigmento (colorante)in grado di assorbire la luce e creare una coppia elettrone-lacuna. Le celle DSSC utilizzano uno strato di ossido di metallo nanoporoso come conduttore di elettroni ed un elettrolita liquido come conduttore di buche

16 Sistemi fotovoltaici a concentrazione FVC Cosa sono? Principali elementi costitutivi Celle fotovoltaiche ad elevata efficienza basate su silicio o su materiali avanzati Ottiche per la concentrazione della radiazione solare diretta su superfici ridotte Sistemi ad inseguimento ad doppio asse ad elevata accuratezza Principali vantaggi tecnologici Ridotto consumi di materiali nobili Elevate efficienze Elevato rapporto potenza installata/superficie captante

17 Progetti di ricerca di ENEL sul FVC Fotovoltaico a concentrazione Progetto SCOOP COORDINAMENTO ENEL Bando Industria 2015: Co-finanziamento Progetti di Innovazione Industriale(PII) Avvio progetto SCOOP giugno 2009 durata 3 anni Creazione di una filiera italiana per il fotovoltaico a concentrazione ENEL è coordinatore del programma e responsabile delle attività di caratterizzazione dei sistemi completi sviluppati all interno del progetto Progetto APOLLON Co-finanziamento FP7 della commissione europea Il Progetto Apollon è iniziato il 1 Luglio del 2008 e terminerà il 30 Giugno del 2013 Sviluppo congiunto con partner di eccellenza europei per lo sviluppo e caratterizzazione di prototipi fotovoltaici a concentrazione innovativi Enel è responsabile delle attività di caratterizzazione dei sistemi completi

18 Prototipi CPV realizzati all interno di SCOOP Coordinamento ENEL Sistema 3 Rays System (Angelantoni Industrie) Separazione spettrale della luce incidente Progettato per applicazioni industriali e residenziali Sistema ICARO (SGS Future) Tecnologia point focus a lenti di Fresnel Generazione elettrica su grande scala Sistema SOLARNOVA (Savio) Concentrazione lineare Integrazione del sistema cogenerativo in facciate residenziali Sistema CENTER (Riello) Concentratori parabolici Cogenerazione per piccole e medie utenze commerciali e industriali

19 Agenda Il contesto tecnologico Il ruolo specifico di ENEL Highlights tecnologiche Il ruolo della ricerca ENEL in 3SUN 19

20 Il ruolo della ricerca Enel in 3Sun Misure d avanguardia a supporto della competitività ENEL IIN è responsabile delle attività di caratterizzazione dei prodotti in piena scala che saranno sviluppati all interno del programma di ricerca svolto da 3SUN (Joint venture ENEL-SHARP-STM) Il programma di ricerca garantirà a 3SUN la competitività sul medio e lungo periodo per i propri prodotti Per il raggiungimento degli obiettivi del progetto, Enel si avvarrà delle già citate competenze ventennali per la caratterizzazione indoor e outdoor dei prodotti 3SUN 20

21 ENEL dal PV allo SMART PV Integrazione nelle smart grid e nelle case intelligenti Diagnostica remota Previsione della produzione Integrazione negli edifici Riciclaggio moduli e materiali Controllo attivo della generazione di potenza Antifurto

22 THE REAL REVOLUTION IS NOT TO CHANGE THE WORLD RATHER THAN CHANGING THE PLANET, WE HAVE ALWAYS PREFERRED TO CHANGE OURSELVES