E’ l’ora del fotovoltaico integrato

CUSTOM-ART è un progetto europeo che coinvolge 15 partner, tra aziende e istituti di ricerca, tra cui Enea, provenienti da 10 paesi, dedicato allo studio e sviluppo di moduli fotovoltaici flessibili, integrabili negli edifici (BIPV) e in prodotti industriali (PIPV), completamente sostenibili grazie al solo uso di elementi non tossici e abbondanti in natura.

Il progetto è finanziato con 7 milioni di euro nell’ambito del programma Horizon 2020.

Le tecnologie fotovoltaiche integrate nell’edificio (BIPV) negli ultimi anni si sono consolidate, certamente nei nuovi edifici, ma ci sono sviluppi interessanti anche nell’ambito della ristrutturazione energetica degli edifici esistenti, con la sostituzione di “elementi standard” della facciata, con nuovi elementi che incorporano il fotovoltaico. Il settore tra il 2013 e il 2019 è cresciuto del +18,7%  e il fattore più importante che sta guidando questa crescita è il trend verso “materiali fotovoltaici completamente integrati” che possono sostituire i prodotti convenzionali e hanno connessioni elettriche incorporate.

Nel dettaglio CUSTOM-ART sta studiando le potenzialità di sviluppo della tecnologia dei moduli in kesterite, composto semiconduttore formato da rame, stagno, zinco, zolfo e selenio, con l’obiettivo di raggiungere un Livello di Maturità Tecnologica (indice TRL – CUSTOM-ART Technology Readiness Level) 7 rispetto all’attuale 4,5, grazie a efficienze di conversione molto competitive (20% a livello di cella e 16% a livello di modulo ) e di lunga durata (oltre 35 anni) e con un costo di produzione contenuto (inferiore a 75 €/m2 )

Si sta inoltre studiando la realizzazione di moduli flessibili sia opachi (su supporti di acciaio o polimerici) che semitrasparenti (su supporto polimerico) ingegnerizzati in maniera coerente con un approccio di economia circolare, in grado di soddisfare integrazioni fotovoltaiche che richiedono anche requisiti estetici in scenari di edifici (BIPV) e di arredo urbano (PIPV).

I ricercatori ENEA sono responsabili di varie attività, tra cui l’ottimizzazione del materiale di base attraverso modifiche alla sua composizione chimica, l’inserimento di elementi alcalini e miglioramento delle tecniche di sintesi; lo studio di nuovi materiali per la realizzazione del contatto frontale e posteriore della cella in kesterite; l’analisi dei meccanismi di degradazione dei dispositivi sottoposti a stress-test e la partecipazione alla costruzione e alla interpretazione di un Life Cycle Assessment che comprenda il processo di fabbricazione, il recupero dei materiali o il loro smaltimento e un’analisi dei costi per identificare l’impatto economico delle diverse soluzioni sviluppate.

“I moduli flessibili saranno basati su materiali semiconduttori con la struttura cristallografica delle kesteriti, tra i materiali più promettenti per la realizzazione di moduli fotovoltaici inorganici a film sottile contenenti elementi chimici non tossici” – sottolinea Alberto Mittiga, del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA e referente del progetto per l’Agenzia – “La possibilità di essere depositati su substrati flessibili oltre alle buone efficienze di conversione, stabilità nel tempo e bassi costi di produzione, rende questi dispositivi un prodotto ideale per sostituire gli elementi passivi nei settori dell’architettura, della mobilità e dell’arredo urbano e contribuire alla realizzazione dei “Near Zero Energy Buildings” e “Net Zero Energy Districts”.

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