8 gennaio 2024

La facciata fortemente innovativa si basa sull’esigenza di ombreggiare il volume vetrato in estate (per garantire un basso consumo energetico ed evitare il surriscaldamento dell’edificio) e, d’altra parte, di permettere al sole di riscaldare l’edificio in inverno. Foto: Franklin University Switzerland.

Nell’ambito del progetto BIPVdSHADING, è stato progettato e realizzato un innovativo dispositivo di ombreggiamento fotovoltaico dinamico, che combina in un unico elemento le funzioni di produzione di energia elettrica rinnovabile (moduli FV) e di protezione solare (lamelle metalliche). I moduli fotovoltaici sono stati sviluppati con lo scopo di aumentare la tolleranza all’ombreggiamento ed evitare il mismatching dovuto all’auto-ombreggiamento delle lamelle. Prima di essere integrati nel sistema di facciata, alcuni campioni di moduli fotovoltaici di piccole dimensioni sono stati testati presso il PVLab della SUPSI e un’installazione mock-up di dimensioni ridotte è stata monitorata nel corso di un anno per valutare le performance in condizioni outdoor della tecnologia. I test hanno mostrato una riduzione della temperatura fino a 3°C in situazioni di ombreggiamento non convenzionali rispetto ai moduli FV tradizionali, sia all’interno che sul mock-up esterno. Inoltre, il progetto ottimizzato ha ottenuto una migliore resa energetica, aumentando il rendimento energetico di circa il 20% rispetto ai moduli fotovoltaici standard.

Per valutare l’efficienza, il monitoraggio e l’ottimizzazione dei costi relativi ai sistemi di ombreggiamento BIPV durante la loro vita operativa, è stato adottato un approccio che prevede la creazione di un gemello digitale (digital twin) del mock-up, ottenuto attraverso la raccolta e il controllo meticoloso dei dati all’interno di un quadro completamente digitalizzato, garantendo l’implementazione di un sistema avanzato di gestione dei dati. Questa dimostrazione serve come banco di prova pratico per valutare la funzionalità ed esplorare il potenziale non sfruttato del gemello digitale.

Questo dispositivo di schermatura fotovoltaica a inseguimento solare è stato installato sulla facciata del nuovo padiglione della Franklin University, diventando un esempio emblematico per quanto riguarda i sistemi di schermature fotovoltaici ad alta valenza estetica realizzati in Svizzera. L’installazione, il test e il monitoraggio di questa tecnologia in condizioni operative reali costituiscono un’installazione pilota per ottenere nuove informazioni, valutare i KPI (indicatore chiave di prestazione) e le prestazioni per aumentare il TRL (livello di maturità tecnologica) e garantire la diffusione del sistema sul mercato. Poiché il monitoraggio è in corso, in questo rapporto intermedio vengono presentati i risultati dell’installazione pilota durante i primi sei mesi di funzionamento.

Per evidenziare il valore aggiunto della soluzione di ombreggiamento fotovoltaico implementata presso la Franklin University durante tutte le fasi del cantiere è stata condotta una vasta analisi dei processi di costruzione. Attraverso l’approfondito controllo del cantiere è stato possibile dimostrare efficacemente il valore aggiunto della soluzione di ombreggiamento fotovoltaico implementata alla Franklin University. Questo progetto, che ha comportato l’analisi delle principali parti interessate, la delimitazione dei tempi e delle procedure, la valutazione delle spese e l’identificazione di sfide e opportunità, mira a promuovere la collaborazione tra il settore fotovoltaico e l’industria delle costruzioni e delle infrastrutture.

La pubblicazione del rapporto finale è prevista per novembre 2024.