Progetto Elfo 2.0

PROGETTAZIONE DI FINESTRE ELETTROCROMICHE FOTOVOLTAICHE PER IL RISPARMIO ENERGETICO DEGLI EDIFICI

Progetto di ricerca e sviluppo cofinanziato da Finpiemonte s.p.a.

Febbraio 2018

Il progetto della durata di 24 mesi è finanziato nell’ambito del POR FESR 2014-2020 del Piemonte ed stato realizzato con il concorso di risorse del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR), dello Stato Italiano e della Regione Piemonte.

Proponente:

Elettrorava s.r.l. coordina le attività di progetto e si occupa di progettare e realizzare un’impianto pilota di deposizione in fase vapore (RF Sputtering) di films fotovoltaici ed elettrocromici.

Partners Progetto:

  • Capetti Elettronica S.r.l. si occupa di progettazione e sviluppo del modulo di controllo della luminosità delle finestre e del modulo inverter ad alta efficienza, per la conversione dell’energia fotovoltaica.
  • Azzimonti S.p.a., specializzata nella realizzazione di facciate e interni strutturali ad alta sicurezza, si occupa dell’assemblaggio delle finestre PV-EV e della verifica del rispetto delle normative.
  • Tomware S.c.a r.l. si occupa dell’architettura del sistema di controllo delle superfici con funzioni PV e EC, dello studio del dialogo tra i sistemi tramite protocolli wireless, e dell’interfaccia software di visualizzazione e la consultazione dei dati.

Organismo di Ricerca:

  • Politecnico di Torino, Dip. DISAT ha supportato i Partners in tutte le attività di ricerca e sperimentazione legate al progetto ed in particolare nella progettazione e caratterizzazione chimico-fisica di moduli PV-EC e nella selezione e customizzazione dei sensori ambientali.

Il progetto di ricerca Elfo 2.0 è orientato allo studio di dispositivi e di component edilizi che integrino caratteristiche elettrocromiche (EC) e fotovoltaiche (PV). I dispositivi elettrocromici presentano la caratteristica di poter variare la propria trasmissione ottica (trasparenza) in seguito all’applicazione di una opportuna polarizzazione elettrica, costituita in genere da una differenza di potenziale dell’ordine di pochi volt. 

I dispositivi fotovoltaici, invece, consentono la produzione di energia elettrica in seguito all’assorbimento di radiazione luminosa, solitamente della luce solare. L’idea progettuale consiste nella integrazione di queste due caratteristiche, con l’obiettivo di ottenere dei dispositivi che siano in grado di modificare la trasmittanza della luce incidente e, contemporaneamente, produrre autonomamente l’energia necessaria al dispositivo.

Poiché in genere l’energia necessaria ad ottenere il cambiamento di trasparenza nei dispositivi elettrocromici è bassa, la componente fotovoltaica è in grado di fornire energia in eccesso, utilizzabile per altre applicazioni. Il progetto è quindi orientato alla realizzazione di sistemi integrati elettrocromici/fotovoltaici (finestre) che consentano di regolare l’intensità della illuminazione naturale degli edifici, consentendo nel contempo la produzione di energia.

Uno dei più interessanti sviluppi nel campo dell’energia solare negli ultimi anni è il successo di pannelli solari  innovativi a film  sottile  ottenuti mediante tecniche di deposizione assistite da plasma. I sistemi di deposizione dei film sottili sono oggi utilizzati per la realizzazione di molti materiali all’avanguardia (come nei settori dell’abbigliamento  e dell’elettronica)  ed in particolare  nei panelli solari, di cui costituiscono la parte attiva, che trasforma la luce solare in energia elettrica.

Come suggerisce il nome, questi pannelli solari fotovoltaici (PV) impiegano uno strato molto sottile disemiconduttore, di spessore dell’ordine di un milionesimo di metro (micron). Più semplice da produrre, il film sottile fotovoltaico fa un uso più efficiente delle materie prime e dell’energia, con il risultato di ottenere sia dei costi più bassi che una emissione più contenuta di CO2, aprendo la strada all’ottenimento di energia solare a prezzi accessibili.

L’obiettivo del presente progetto è stato quello di integrare le due tecnologie dell’elettrocromico e del fotovoltaico, notando i numerosi vantaggi di integrare le due funzionalità, cioè generazione elettrica dalla presenza di luce e necessità di diminuire la trasmittanza in presenza di luce.

Il lavoro di ricerca  si è concentrato  sui  dispositivi  per  il settore   domotica   (proof-of-concept),   in cui   ampia superficie, basso costo e la  durata rappresentano   importanti   vincoli commerciali. L’obiettivo è dunque quello di sviluppare una tecnologia innovativa che consenta di sovrapporre Moduli Fotovoltaici flessibili (PV) su Finestre Elettrocromiche (EC) con elevata uniformità e morfologia controllata, al fine di integrare    gli elementi fotovoltaici in   componenti edilizi (PV-EC). Ciò consentirebbe di sfruttare un importante elemento architettonico, come le finestre, per migliorare il comfort degli edifici e contemporaneamente produrre energia elettrica.