Integrazione del fotovoltaico nelle aree urbane: highlights tecnologiche e prospettive di sviluppo

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1 Integrazione del fotovoltaico nelle aree urbane: highlights tecnologiche e prospettive di sviluppo Gioacchino Bellia ENEL Ingegneria e Innovazione Research technical area

2 Potenza installata nel mondo Source :EPIA 2010

3 Lo scenario italiano Source :EPIA 2010

4 Il mercato dell integrazione nell edilizia Tariffe in vigore da Giugno a Dicembre 2011 Il settore del fotovoltaico integrato è stato e continua ad essere, all interno del quarto conto energia, la tipologia di impianti con il maggiore premio previsto Dato il ridotto impatto ambientale e il mancato impiego del suolo il BIPV gode di un trattamento particolare ai fini dell ammissibilità agli incentivi del GSE: Premio aggiuntivo per gli impianti abbinati ad un uso efficiente dell energia Possibilità di impiego moduli e componenti speciali, sviluppati specificatamente per sostituire elementi architettonici, e che rispondono a determinati requisiti costruttivi e modalità di installazione (impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative)

5 Innovation in Building integrated PV (BIPV) 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

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

7 Integrazione del rinnovabile nell edilizia Obiettivi specifici Creazione di un mercato delle aree urbane che valorizzi ampi spazi disponibili a basso costo Possibilità di contribuire al bilancio energetico del singolo edificio incrementandone l efficienza Creazione di un portafoglio di soluzioni integrate che soddisfino tutti i segmenti di mercato secondo disponibilità della sorgente energetico (sole\vento) esigenze del cliente Creazione di una coscienza sociale che riconosca il rinnovabile come elemento integrato nell area urbana. Riconoscimento visivo Gradimento sociale nelle aree urbane Diffusione delle RES nelle aree urbane 7

8 Target principale Target: Riduzione costo del kwh Alta efficienza reale Basso costo Materiali ad alto costo Strutture sempici Tecnologie complesse Elevato throughput di processo Integrazione di componenti elettronici per la gestione dell energia

9 Portafoglio delle soluzioni tecnologiche del fotovoltaico

10 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 presentano costi di investimento ridotti e presentano un elevato livello di integrazione Le tecnologie OPV possono essere utilizzate su finestre, pareti, tele, tessuti, attrezzature utilizzate all'aperto e giocattoli

11 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

12 Luminiscent Solar concentrator La radiazione viene assorbita, riemessa a lunghezze d'onda diverse e attraverso specifiche guide d'onda orientata verso le celle dedicate Benefici Basso costo Nessun organo in movimento Concentrazione anche dell aluce diffusa Eccellente integrabilità *Marc Baldo, MIT Department of Electrical Engineering & Computer Science

13 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 Superficie di 10 Ettari Impianto in piena scala Sistema CPV Simulatore solare e stazione prova indoor 13

14 Le attività del Laboratorio Fotovoltaico di Catania 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

15 From PV to SMART PV Integrazione nelle smart grid Diagnostica remota e nelle case intelligenti Previsione della produzione Integrazione negli edifici Riciclaggio moduli e materiali Controllo attivo della generazione di potenza Antifurto

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