Vetri Fotovoltaici per Integrazione Architettonica (Building Integrated PhotoVoltaic)

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1 Vetri Fotovoltaici per Integrazione Architettonica (Building Integrated PhotoVoltaic) Politecnico di Torino 27 Marzo 2009 Renato Macconi 1

2 EnergyGlass EnergyGlass nasce nel 2007 con l obiettivo di Progettare, Produrre e Commercializzare Elementi Architettonici per la produzione di energia rinnovabile. Unisce e Integra due competenze complementari e solitamente disgiunte sul mercato: Tecnologia del Fotovoltaico e produzione di Moduli Progettazione e Produzione di elementi in Vetro Stratificato di Sicurezza per uso architettonico 2

3 Fotovoltaico ad Integrazione Architettonica BIPV La vera Integrazione è realizzata quando l elemento dell edificio e l elemento fotovoltaico non possono essere più dissociati Il mercato del BIPV è potenzialmente la maggiore opportunità per il fotovoltaico in Europa Evelyne Schellekens, AIE European Association of Electrical Contactors I would like to see less talk about PV in buildings, but more of solar electric glass Wonfried Hoffman, EPIA European Photovoltaic Industry Association Il concetto di Fotovoltaico a totale integrazione architettonica è caratterizzato da esigenze che richiedono la coesistenza della produzione di energia rinnovabile e di funzioni architettoniche degli elementi, coniugando le esigenze dell uomo e dell ambiente in cui vive. 3

4 BIPV vs BAPV I vetri FV sostituiscono gli elementi di costruzione invece di essere sovrapposti. Sono elementi Multifunzione quindi comportano risparmio Il materiale fotovoltaico è incapsulato tra due vetri stratificati di sicurezza. I vetri FV sono fatti su misura su indicazione del Progettista che può decidere misure, tipologia celle, potenza, trasparenza e colori. Risrvata 4

5 Profilo Funzionale dei Vetri Fotovoltaici Elementi Fotovoltaici a Totale Integrazione Architettonica (BIPV) Costruiti su misura Vetro stratificato di sicurezza e strutturale Trasparenza personalizzabile Funzione di DayLighting Variazione della distanza tra le celle fotovoltaiche o assottigliamento del materiale fotovoltaico per i moduli in film sottile Potenza variabile in relazione alla densità di materiale fotovoltaico per mq Ombreggiamento e filtro raggi UV Funzioni Opzionali: Isolamento Termico: Vetrata Isolante Isolamento Acustico: PVB Sound Serigrafie o PVB color 5

6 PVB Solar Il PolyVinyl Butyral è il materiale tipicamente utilizzato per ottenere i vetri stratificati di sicurezza comunemente utilizzati in edilizia Il PVB è l elemento che consente di coniugare caratteristiche di resistenza e di leggerezza ed è anche utilizzato per la costruzione dei cristalli delle automobili. EnergyGlass è la prima azienda Italiana che, attraverso un articolato percorso di ricerca e sperimentazione in collaborazione con il produttore del PVB Solar, ha affinato il processo di stratifica del vetro per renderlo perfettamente compatibile con la presenza di celle fotovoltaiche.

7 Prove Strutturali Ball Drop 1 KG Steel Ball Twin-Tyre Pendulum 50 Kg Mass Test Method Standard/ Norm EN or DIN EN ISO Energy Impact 39 J at 4 m height 590 J at 1,2 m height Temperature 23 C 23 C PVB Laminate 6.0 m LSG mm (CLASS 1B) Il PVB fornisce una elevata resistenza e una maggiore sicurezza postrottura. Questi sono esattamente i requisiti che un vetro strutturale di sicurezza per la costruzione di facciate e coperture deve soddisfare. 7

8 Linee Guida GSE

9 Linee Guida GSE

10 Norme e Certificazioni Per l applicazione del vetro temprato e stratificato in Architettura, la norma di riferimento è la UNI 7697 UNI EN ISO : Vetri Stratificati, Norme generali di prodotto UNI EN 12600: Vetro stratificati per edilizia UNI EN 356: Vetro stratificati per edilizia con prestazioni antivandalismo ed anticrimine Riferimenti Legislativi: Decreto Legislativo n 115 del 1995 (recepito dalla direttiva europea 1992/59/CE) e dal successivo decreto legislativo n 172 del 2004 (recepito dalla direttiva europea 2001/95/CE) i quali trattano la sicurezza dei prodotti e quindi hanno valore legale obbligatorio. Decreto Legislativo 6 settembre 2005 N 206, Codice del consumo a norma dell articolo 7 della legge 29 luglio 2003, N 229 Per quanto riguarda la funzione Fotovoltaica e la compatibilità con gli elementi architettonici, i vetri Fotovoltaici EnergyGlass sono stati certificati secondo le normative vigenti: CEI EN :permette di accedere al conto energia e di ottenere l Incentivo CEI EN :garantisce la piena compatibilità funzionale e di sicurezza del fotovoltaico inserito in elementi architettonici (BIPV) 10

11 Confronti I vetri FV si confrontano con altri elementi architettonici per coperture e facciate, come vetro stratificato di sicurezza, granito e marmo, acciaio, etc. Mentre questi elementi svolgono semplicemente la funzione di rivestimento non producono nessuna energia e non consentono il controllo della luce naturale per illuminare gli interni

12 Valutazioni Economiche I Vetri Fotovoltaici, a differenza dei moduli tradizionali, sono a totale integrazione architettonica. Essi sostituiscono elementi architettonici, quindi il loro costo già include l'elemento di costruzione. Il costo Differenziale di un impianto Totalmente Integrato è di poco superiore a quello di un impianto Parzialmente Integrato e usufruisce delle tariffe massime del conto energia

13 Il mercato... Il Settore del fotovoltaico sta ricevendo un forte impulso grazie ad alcuni fattori: Crescente percezione della necessità di diminuire la dipendenza dalle fonti maggiormente inquinanti per la produzione di energia Crescente consapevolezza della necessità per i paesi europei di avere maggiore autonomia energetica e minore dipendenza da paesi fornitori di energia e poco stabili politicamente. Attuazione di politiche economiche di incentivazione e supporto al settore mediante agevolazioni che hanno obiettivo di creare le condizioni perché domanda e offerta si incontrino ed il mercato concorrenziale possa crearsi e fare abbassare i prezzi che rappresentano oggi la maggiore barriera allo sviluppo. 13

14 Il mercato 14

15 Situazioni di Impiego BiPV Sistemi di Facciata e Ombreggiamento BiPV Sistemi di Copertura 15

16 Facciate Fonte Immagini: Internet EnergyGlass Riproduzione Riservata Riserata 16

17 Balconi EnergyGlass Riproduzione Riservata Riservta Fonte Immagini: Internet 17

18 Coperture 18

19 Coperture e Pensiline Fonte Immagini: Internet EnergyGlass Riproduzione Riservata Riervata 19

20 Sistemi di Ombreggiamento Fonte Immagini: Internet EnergyGlass Riproduzione Riservata Riervata 20

21 Arredo Urbano Fonte Immagini: Internet 21

22 BIPV con Thin Film Fonte Immagini: EPV Solar Inc 22

23 Progettazione e Configurazioni di Prodotto 23

24 Attività svolte da EnergyGlass Progettazione Architettonica per l inserimento del Fotovoltaico nell Involucro Edilizio Analisi esposizioni e orientamenti Dimensionamento strutturale vetri Configurazione Fotovoltaica dei Vetri Assistenza nella scelta del sistema di montaggio Partnership con Serramentisti Progettazione Impianto Elettrico Analisi dell irraggiamento delle superfici FV Dimensionamento Componenti Elettroniche (Inverter, Quadri, etc) Gestione Pratiche e Documenti per il GSE (Conto Energia) Realizzazione impianto e Monitoraggio Partnership con Installatori Assistenza per la predisposizione di Servizi Finanziari Produzione Vetri FV Gestione del ciclo Produttivo Lavorazione Celle Fotovoltaiche Composizione Layout Vetri FV Processo di Stratifica del Vetro Installazione Cablaggi Elettrici Controllo di Qualità EnergyGlass dispone di strutture e capacità produttive per realizzare oltre mq di vetri fotovoltaici. 24

25 Progettazione 25

26 Configurazioni esempio: OPZIONI PVB COLOR (posteriore alle celle) - Effetto Estetico PVB Sound (posteriore alle celle) - Isolamento Acustico Inserimento in VETRATA ISOLANTE (K= 1,1-1,5) 26

27 Celle Fotovoltaiche EnergyGlass dispone di diverse tipologie di celle fotovoltaiche in silicio mono e policristallino, anche colorate, in modo da offrire una vasta gamma di soluzioni in termini di potenza e design 27

28 Spettro Luminoso

29 Esempio di Realizzazione: Copertura Patio Verona Realizzazione della copertura del Patio e di una ala Frangisole di una villa privata nei pressi di Verona La copertura è stata progettata in armonia con la costruzione sfruttando l area per produrre anche energia pulita.

30 Esempio di Realizzazione: Copertura Patio Verona C o n t e s t o P a e s a g g i s t i c o 30

31 Esempio di Realizzazione: Copertura BAM Progetto di copertura della sede della Banca Agricola Mantovana di Mantova. Integrazione del Fotovoltaico nel progetto di copertura in vetro dell edificio Continuità degli elementi di costruzione con l aggiunta della funzione fotovoltaica Progettazione su misura della soluzione

32 Progettazione e Realizzazione Misura Vetri: Tipologia e Spessori: 6 Extrachiaro + 10 Float Lavorazioni Vetri: Tempra, HST Tipologia Celle FV: Sunpower A 300 (21% Eff.) Configurazione Fotovoltaica: 10 liste da 16 celle Potenza Modulo: 471 WP Potenza Impianto: 15 KWP

33 Banca Agricola Mantovana

34 Altra Sede Regione Lombardia 500 Vetri FV da 350 Wp per un totale di 175 KWP Inseriti in Vetrata Isolante Strutturale con coefficiente Ug = 1,1 W/(mq/K) Produzione Annua stimata: KWH

35 S o l a r & G l a s s A r c h i t e c t u r e EnergyGlass s.r.l. Consulenza e Progettazione Via Cadorna, 1/a 22100, Como IT Tel: Fax Stabilimento Produttivo Via Buozzi, 50 52, 22060, Cabiate IT CONTACT@ENERGYGLASS.EU