I ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e del Centro Svizzero per l’Elettronica e la Microtecnica (CSEM) hanno esaminato le tecnologie dei moduli fotovoltaici in silicio cristallino colorato, i fornitori e i fattori di successo sulla strada per soddisfare le esigenze di architetti e sviluppatori immobiliari con un fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV) visivamente accattivante.
La revisione ha analizzato i metodi utilizzati dai produttori per produrre moduli colorati, nonché i costi, le sfide e i vantaggi. L’analisi è stata completata nel contesto del lavoro del team su diversi altri progetti di ricerca finanziati dall’Unione Europea e dalla Svizzera.
Il colore può essere aggiunto ai moduli fotovoltaici convenzionali in diversi modi, ad esempio utilizzando vetri di copertura colorati realizzati tramite serigrafia o stampa digitale su ceramica. I produttori possono utilizzare incapsulanti colorati in polivinilbutirrale (PVB), etilene vinilacetato (EVA) o elastomero poliolefinico (POE). Possono aggiungere strati attivi semitrasparenti, rivestimenti strutturati, fogli adesivi modellati attaccati al vetro di copertura o direttamente alle celle durante la produzione, oppure aggiungere colore ai moduli in una fase successiva alla produzione.
Il team di ricerca ha presentato alcuni dei produttori che adottano queste tecniche, tra cui aziende europee come Kameleon Solar, Kromatix, Megasol Energy, Onyx Solar, 3s Swiss Solar Solutions e Freesuns. Utilizzano tecniche di colorazione fornite da aziende come Solaxess, Kromatix e Glas Trösch. Tra gli altri menzionati, vi sono la statunitense Sistine Solar e la cinese Advanced Solar Power. In totale, sono sedici i fornitori di tecnologia BIPV a colori. Questi sono illustrati con dettagli su prodotti, potenza, perdite di potenza stimate e prezzi indicativi.
Standardizzazione e altri fattori di successo
La standardizzazione è una delle sfide per le tecnologie BIPV, colorate o meno. Si tratta di una triplice sfida perché i pannelli devono essere conformi non solo agli standard IEC, ma anche agli standard edilizi, come la EN 135011, e agli standard per i vetri di sicurezza. Poiché il BIPV colorato coinvolge aziende sia dell’industria fotovoltaica sia dell’industria del vetro, potrebbe essere necessaria un’ulteriore collaborazione.
“A nostro avviso, dovrebbe trattarsi di uno sforzo congiunto da parte di tutti gli operatori del settore fotovoltaico e dell’edilizia, in particolare dei produttori di moduli fotovoltaici e dei fabbricanti di facciate, che utilizzano entrambi il vetro di sicurezza. Questo sforzo congiunto consentirà di aumentare l’offerta e il volume, riducendo il costo delle facciate fotovoltaiche colorate”, ha dichiarato a pv magazine il ricercatore svizzero Antonin Faes.
I ricercatori sottolineano che il BIPV può competere in termini di costi con i classici materiali di rivestimento degli edifici di alta qualità, in quanto rivestimento alternativo che offre il vantaggio aggiuntivo della generazione di elettricità.
La revisione include una discussione sui fattori di successo, come l’affidabilità e la stabilità delle soluzioni coloranti, la sicurezza e le metodologie per la caratterizzazione quantitativa del colore. Ad esempio, raccomanda “test meticolosi” di tutti i nuovi incapsulanti e rivestimenti per garantire che non si verifichino cambiamenti di colore o altre forme di degrado, ma anche per stabilire la sicurezza contro i rischi di incendio.
Tra gli altri fattori di successo vi sono la scelta di edifici di media e bassa altezza.
In conclusione, il team ha sottolineato la necessità di continuare a risolvere i problemi di perdita di potenza associati al fotovoltaico colorato, ma ha chiuso con una visione positiva dei “vantaggi ambientali ed economici complessivi” del BIPV e del suo potenziale di aumento delle superfici disponibili per la produzione di energia.
Guardando al futuro, Faes ha dichiarato che il gruppo rileva un crescente interesse per il BIPV colorato negli ultimi tempi, sottolineando che sono passati dieci anni da quando il CSEM ha rilasciato il primo modulo fotovoltaico bianco. “L’argomento è molto interessante perché si colloca al confine tra la produttività oggettiva del sistema fotovoltaico e la resa emotiva soggettiva dell’architetto”, ha detto Faes.
La revisione è disponibile nello studio “Colouring solutions for building integrated photovoltaic modules: A review“, pubblicato da Energy & Buildings.
Immagine: Megasol Energy
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