10 Marzo 2011 Ing. Denis Zago. Fotovoltaico Integrato nell edilizia Convegno organizzato da Società Ceramica Italiana

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1 10 Marzo 2011 Ing. Denis Zago Fotovoltaico Integrato nell edilizia Convegno organizzato da Società Ceramica Italiana

2 XGROUP - 1 Sito produttivo di celle a Vanzo di San Pietro in Viminario ( PD) - 1 Sito produttivo di moduli a Cisterna di Latina ( LT) metri quadrati per la produzione di celle metri quadrati per la produzione di moduli - 33 Soci all interno dei quali Veneto Sviluppo Ottobre 2007 inizio attività - Aprile 2009 produzione di celle e 500 moduli al giorno - Maggio 2010 produzione di celle e moduli al giornomaggio 2010 produzione di celle e mo - Previsione 2011 capacità produttiva 100 Mw

3 XGROUP: STRONG POINTS Focus principale : produzione legata alla ricerca e alla tecnologia 20 ANNI DI ESPERIENZA NEL SETTORE FOTOVOLTAICO - Supervisione dei sistemi della qualità produttiva - Castomizzazione e sviluppo congiunto dei sistemi di produzione con I principali fornitori a livello mondiale - Sviluppo continuo dell ottimizzazione dell efficenza produttiva di energia delle celle prodotte

4 XGROUP: RISULTATI Turnover: 1.2 million Turnover: 29 million Turnover : 37,2 million Turnover: 100 million Turnover ( stimato) : 150 million - Addetti attualmente impegnati : Mw capacità produttiva annua : - prima linea 30 Mm (Aprile 2007) - second a linea 60 Mw (Aprile 2009) - terza linea 60 Mw (Marzo 2011) - Produzione di celle, moduli e inseguitori solari biassiali

5 XGROUP: LOOKING AT THE FUTURE Il successo dello sviluppo dell industria fotovoltaica è legato ail questi successo criteri dello sviluppo del fondamentali : 1) LA COSTANTE RIDUZIONE DEI COSTI DI PRODUZIONE ( per l industria) LA COSTANTE RIDUZIONE D 1) IL COSTANTE MIGLIORAMENTO DELL EFFICENZA (per la produzione) IL COSTANTE MIGLIORAME 1) IL COSTANTE AVVICINAMENTO AL CRITERIO DI GRID PARITY IL( per COSTANTE il AVVICINAMEN mercato) Per ottenere questi risulatti X GROUP ha come obbiettivi : 1) ATTIVITA DI RICERCA E SVILUPPO 1) UPSTREAM VERTICAL INTEGRATION 1) DOWNSTREAM VERTICAL INTEGRATION

6 PROGETTO SUN SILENCE Barriere fonoassorbenti autostradali

7 INTEGRAZIONE E RICERCA MATERIALI Materassino di lana di roccia Ricerca materiali per backsheet al fine di migliorare lo scambio termico Test per la ricerca di materiali più efficaci contro lo smog. modulo fv Sezione del panello

8 BARRIERE AUTOSTRADALI FOTOVOLTICHE Lato forato con all interno materiale fono assorbente Esempio di barriera autostradale fotovoltaica e fonoassorbente esistente Barriera di Oppeano Verona Gruppo industriale Tosoni Moduli fv

9 BUILDING INTEGRATION: MODULI XGROUP Debet Shalke Modulo senza cornice con backsheet trasparente Esempio di applicazione su serre Modulo vetro-tedlartedlar

10 CELLE E MODULI IN SILICIO MONO E POLI CRISTALLINO Vantaggi Tecnologia di produzione affidabile e collaudata Buoni rendimenti (rendimento modulo 13-15%) Lunga durata anni Bassa perdita di efficienza nel lungo periodo.

11 CELLE E MODULI IN SILICIO MONO E POLI CRISTALLINO Svantaggi Bassa efficienza a bassi livelli di irraggiamento Minori rendimenti in presenza di luce diffusa Maggiori perdite in presenza di elevate temperature e bassa ventilazione del modulo. Cella fragile (microcrack)

12 Building integration: integration: esempi applicativi Vetrata foto da Energyglass Facciata ventilata Foto da knaufinsulation Tetto edificio

13 Building integration: integration: esempi applicativi Elettrotegola - Brianza plastica Tegola - Wegalux

14 LE TECNOLOGIE AL FILM SOTTILE Cosa significa film sottile sottile?? Perché puntare sulle tecnologie a film sottile sottile?? Principali tecnologie al film sottile sottile.. Esempi di tecnologie al film sottile applicate al BIPV. Progetto PED4PV.

15 PERCHÉ PUNTARE SULLE TECNOLOGIE AL FILM SOTTILE? Per ridurre i costi del materiale materiale;; Per ridurre l energy pay back time time;;

16 PERCHÉ PUNTARE SULLE TECNOLOGIE AL FILM SOTTILE? Per ridurre i costi del materiale materiale;; Per ridurre l energy pay back time time;;

17 PERCHÉ PUNTARE SULLE TECNOLOGIE AL FILM SOTTILE? Perché i film sottili possono essere deposti su differenti substrati di diversa forma, dimensione dimensione,, rigidità rigidità,, colore e trasparenza trasparenza;; Per avere migliori performance a bassi livelli di illuminazione e a bassi angoli di incidenza incidenza;; Per avere migliori coefficienti di Temperatura Temperatura;; Perché i film sottili non sono fragili fragili;; Perché spesso l interconnessione delle celle a formare il modulo è integrata direttamente nel processo di produzione produzione;; Per il loro basso peso peso..

18 PERCHÉ PUNTARE SULLE TECNOLOGIE AL FILM SOTTILE? Perché i film sottili possono essere deposti su differenti substrati di diversa forma, dimensione dimensione,, rigidità rigidità,, colore e trasparenza trasparenza;; Per avere migliori performance a bassi livelli di illuminazione e a bassi angoli di incidenza incidenza;; Per avere migliori coefficienti di Temperatura Temperatura;; Perché i film sottili non sono fragili fragili;; Perché spesso l interconnessione delle celle a formare il modulo è integrata direttamente nel processo di produzione produzione;; Per il loro basso peso peso..

19 Quali sono i materiali adatti al film sottile? sottile? Il candidato ideale per il PV al film sottile dovrebbe dovrebbe:: Essere un semiconduttore con gap compresa tra 1 e 1.5 ev ev.. (Per sfruttare in maniera ottimale la radiazione solare solare)) Avere un elevato coefficiente di assorbimento nel range compreso tra i 300 e i nm nm.. (Una minore quantità di materiale è necessaria per assorbire la stessa quantità di luce luce,, Tipico dei materiali semiconduttori a Band Gap Diretto) Diretto).

20 Quali sono i materiali adatti al film sottile? sottile? Il candidato ideale per il PV al film sottile dovrebbe dovrebbe:: Avere bassi tassi di ricombinazione.(caratteristica correlata alla qualità del materiale materiale,, significa che più elettricità può essere ottenuta a parità di luce assorbita perchè I portatori di cariche generati dalla luce possono circolare in un circuito elettrico esterno all assorbitore piuttosto che ricombinarsi all interno di essi essi..). Essere facilmente reperibile reperibile,, non tossico tossico,, di facile deposizione deposizione.. (La tecnica di deposizione dovrebbe cioè risultare economica economica,, affidabile e scalabile scalabile a livello industriale industriale..)

21 QUALI SONO I MATERIALI USATI COMUNEMENTE? a-si Si, CdTe CdTe,, CIGS. a-si è la tecnologia al film sottile più diffusa

22 a-si, CdTe, CdTe, CIGS CdTe ha il più basso costo di produzione per Wp

23 A-SI, CdTEe CIGS CIGS ha la più alta efficienza efficienza. From Greentech

24 DOW SOLAR CIGS PV shingles THIN FILM BIPV ASCENT SOLAR (5x0.4)m2 CIGS PV sheet SRS a a--si PV tiles Wurth CIS PV facade

25 CIGS Tra le diverse tecnologie a film sottile il BIPV fa riferimento principalmente a al a-si,cdte e al CIGS (o CIS). Il CIGS rappresenta il materiale più promettente perché : o Conduce alle maggiori efficienze (avvicinandosi al 13% per i moduli e superando il 20% su scala di laboratorio). o Alte efficienze si traducono in minor costo per Wp. o È un materiale ideale per applicazioni nel campo del PV: il drogaggio avviene attraverso difetti intrinseci è estremamente tollerante rispetto a deviazioni dalla stochiometria esatta e rispetto a difetti nella struttura cristallina, la sua gap elettronica può essere variata cambiando la concentrazione relativa di Indio e Gallio. o Le richieste sulla qualità del materiale sono in principio non troppo stringenti comportando quindi una grande flessibilità e un ampia finestra di processo.

26 PED4PV (Pulsed electron Deposition per il fotovoltaico) Ped4PV è un progetto di ricerca e sviluppo finanziato nell nell ambito di industra 2015 Partners: Partners: Obiettivi: otrasferire in linea di produzione una tecnologia di deposizione in grado di semplificare il processo e abbattere i costi di produzione di moduli fotovoltaici a base di CuInGaSe2 o Dimostrare la realizzabilita' di prodotti destinati al mercato BIPV e basati su diversi substrati

27 STRUTTURA DELLA CELLA AL CIGS Dal basso verso l alto la cella è costituita da: Substrato: Vetro sodico Contatto inferiore: Strato metallico (Molibdeno) Strato assorbitore ed eterogiunzione eterogiunzione:: Strati sovrapposti di CIGS/CdS CIGS/CdS Contatto superiore: Strato di ossido conduttivo trasparente (TCO)

28 CONCLUSIONI I vari materiali richiedono tecniche di deposizione molto diverse. La semplificazione del processo di produzione, attraverso una nuova tecnica: Pulsed electron Deposition potrebbe essere la chiave dell abbattimento dei costi ed è uno dei principali obiettivi di PED4PV

29 XGROUP S.p.A. Via dell artigianato Vanzo di S. Pietro Viminario (PD) - Italy Tel.: Fax: info@xgroupspa.it