Progetto FOURIER

Migliorare l’efficienza degli edifici è essenziale: grazie all’innovazione tecnologica essi possono diventare una risorsa strategica, particolarmente importante per le comunità energetiche, poiché capaci di fornire un contributosignificativo alla produzione di energia rinnovabile a livello locale.

L’integrazione dei moduli fotovoltaici nell’ambiente costruito può concorrere a creare edifici a energia quasi zero, in grado di produrne più di quanta ne consumino. Si prevede, quindi, che il mercato BIPV (Building-Integrated PhotoVoltaic) diventerà sempre più importante, in particolar modo 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 una tipologia di moduli e di 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.

Per raggiungere questi obiettivi CSEA (Cassa per i servizi energetici e ambientali) ha pubblicato un bando finalizzato a finanziare i progetti di ricerca incentrati sull’innovazione tecnica e tecnologica di interesse per il settore elettrico.

A vincere la selezione è stato il progetto “FOURIER” FotovOltaico efficiente in facciata per il fUturo pRossimo della rEte elettRica, proposto da Camlin Italy (capofila) (ufficio Henesis Srl) e altri partner strategici, tra cui due realtà italiane di rilievo a livello mondiale: Gruppo Focchi, specializzato nella realizzazione di facciate per grandi edifici e Applied Materials Italia S.r.l., azienda leader nella fornitura di macchine impiegate nella produzione di celle solari.

Ad esse si affiancano due istituti di ricerca di particolare importanza, IMEM-CNR ed Eurac Research.

Il progetto FOURIER è un esperimento innovativo di 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.

Gli output chiave del progetto sono tre:

• 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
• Un mock-up di facciata che dimostri il valore aggiunto della progettazione integrata modulo-facciata
• 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

La collaborazione tra Camlin Italy e IMEM-CNR ha permesso lo sviluppo di una tecnologia a basso costo e ad alta scalabilità per la progettazione di celle solari a film sottile a base di calcogenuri, adatte all'accoppiamento ottico con celle al silicio ad elevata efficienza.

L’istituto IMEM-CNR vanta una consolidata tradizione nella sintesi di materiali innovativi tramite l’utilizzo di tecniche che operano dall’ultra-alto vuoto fino alle altissime pressioni e, allo stesso tempo, in un ampio intervallo di temperature. In particolare, 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.

“*Il lavoro sinergico tra Camlin Italy e IMEM-CNR ha dato vita al laboratorio congiunto Sinergy Lab e si è rivelato fondamentale per superare le sfide tecniche più complesse nel campo della ricerca e dello sviluppo. All’interno del laboratorio è stata svolta la prima attività prevista dal piano FOURIER, incentrata sulla progettazione di una tecnologia fotovoltaica verificata con successo da Camlin Italy e considerata idonea a realizzare in futuro una versione di modulo fotovoltaico tandem con delle efficienze elevate adatte al settore BIPV*”- afferma Konstantin Koshmak, Senior Research Scientist e Project Manager del progetto FOURIER - “*Con FOURIER abbiamo l’opportunità di coinvolgere partner di grande rilievo, con cui condividiamo visioni e prospettive R&D in Italia, contribuendo a creare insieme soluzioni innovative e sostenibili per il settore elettrico in questo e altri progetti futuri*”.

In tale fase di progetto, il supporto tecnologico di Applied Materials Italia S.r.l risulta fondamentale per la progettazione e la prototipazione di dispositivi fotovoltaici a singola e doppia giunzione (celle tandem) ad elevata efficienza per il mercato BIPV.

Al fine di inserire l’applicazione delle celle fotovoltaiche tandem ad alta efficienza nel contesto architettonico, Camlin Italy si è rivolta alle competenze esclusive del Gruppo Focchi per la produzione del mock-up di facciata e di Eurac per lo studio dei prototipi all’interno di un laboratorio specializzato nel settore BIPV in grado di semplificare il percorso per la certificazione e l’inserimento del prodotto nel mercato.

Come partner del progetto FOURIER, il Gruppo Focchi offre la propria conoscenza sul mondo facciate per l’integrazione di pannelli fotovoltaici. Nello specifico il lavoro di Focchi ha previsto una fase iniziale di mappatura sulle tecnologie più adatte, lo studio del sistema di facciata con fotovoltaico integrato e la progettazione esecutiva della faccia BIPV.

Il centro di ricerca applicata Eurac Research è coinvolto nello sviluppo dell’ambiente di modellazione e nella parte sperimentale dei test che verranno eseguiti nel laboratorio outdoor “PV Integration Lab” - infrastruttura per l'integrazione di sistemi fotovoltaici in edifici e reti - presso il NOI Techpark a Bolzano. Scopo dei test sarà quello di sviluppare un sistema tecnologico di fotovoltaico integrato in facciata perseguendo flessibilità, facilità di montaggio-smontaggio e “design for reuse”.

Il gruppo STG è fornitore dei moduli fotovoltaici integrati nel mock-up di facciata testato nel laboratorio PV Integration Lab di Eurac Research.

In conclusione, il progetto FOURIER 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. Il lavoro congiunto di realtà di settore selezionate tra le più emergenti costituisce un’occasione unica per l’innovazione tecnologica e tecnica del settore elettrico.

**I risultati del progetto, che verranno presentati alla fine del 2024, tra cui il modulo fotovoltaico ad alta efficienza e la tecnologia di cella fotovoltaica tandem a 4 terminali, ricoprono un ruolo fondamentale nella definizione di una nuova filiera ibrida costruzioni-energia, promuovendo una produzione sostenibile e accessibile per la transizione energetica.