Funzionalizzazione di superfici ceramiche per l’ottenimento di proprietà fotovoltaiche

  • PAROLE CHIAVE: Efficienza energetica degli edifici, Energie rinnovabili, Effetto fotovoltaico, Pareti ventilate, Lastre sottili ceramiche

Le tematiche della qualità ambientale e del risparmio energetico sono sempre più rivolte agli spazi abitativi, per cui i materiali da costruzione ceramici non possono esimersi dal confrontarsi con le nuove sfide imposte dalle normative in materia e dalle richieste da parte del mercato, con l’individuazione di soluzioni volte a limitare le emissioni inquinanti ed a contenere i consumi energetici dei fabbricati.

Le piastrelle ceramiche, e negli ultimi anni in particolare le lastre sottili ceramiche, hanno trovato e trovano ampia e crescente applicazione nella realizzazione di pareti ventilate. Esse si possono definire come pareti opache di facciata, il cui rivestimento esterno è costituito da elementi di varia fattura, messi in opera tramite dispositivi di sospensione e fissaggio di tipo meccanico ed il cui lato nascosto rimane separato dal fronte di parete retrostante. Il sistema a facciata ventilata permette di conseguire interessanti e concreti vantaggi in termini di benessere termico, igrometrico ed acustico degli edifici, di sicurezza, di gestione e manutenzione delle facciate.

Una delle linee di ricerca del Centro Ceramico è quella relativa alla realizzazione di una “superficie fotovoltaica” in luogo della tradizionale smaltatura, per la realizzazione di piastrelle ceramiche funzionanti come moduli fotovoltaici destinate al rivestimento di facciate di edifici.

L’idea progettuale si differenzia da tentativi simili sviluppati da altre aziende, poiché il dispositivo viene realizzato direttamente sulla piastrella ceramica che, così, ne diventa parte integrante.
Una serie di layer vengono depositati in successione sulla superficie della piastrella, in modo da ottenere gli strati fotovoltaici, i contatti elettrici e lo strato isolante e protettivo, necessari perché la piastrella possa essere impiegata come dispositivo in grado di generare corrente elettrica per effetto fotovoltaico.

L’attività di ricerca e sviluppo ha avuto come frutto alcuni prototipi a livello di laboratorio, seguendo queste due direzioni:

  • procedere sull’operazione di scale-up dell’area fotoattiva (dimensione raggiunta delle lastre ceramiche fotovoltaiche prototipali: 30x30cm)
  • testare i dispositivi in condizioni outdoor, confrontandone le prestazioni con moduli tradizionali.

A livello di fase di industrializzazione stiamo ultimando, insieme a partner industriali, la messa a punto della linea pilota per la produzione di questa nuova generazione di piastrelle fotovoltaiche per pareti ventilate.

PRINCIPALI PUBBLICAZIONI

  1. A. Salomoni, S. Fazio, B. Mazzanti, M. Bignozzi: “Ceramic tiles functionalised by photovoltaic cells” – Ceramics for Energy CEN2015 – International Workshop, 14-15 Maggio 2015, Faenza (Italy)
  2. A. Salomoni, P. Andreotti, S. Dei Svaldi: “Il fotone nella piastrella” – Qualenergia, X, n. 4, 21-23, 2012
  3. B. Mazzanti, S. Fazio, A. Salomoni, S. Dei Svaldi, C. Zevi, G. Rotunno: “External building facades using photovoltaic ceramic tiles” – InterCeram: International Ceramic Review, 57, n. 5, p 335-341, 2008
  4. S. Fazio, B. Mazzanti, G. Ridolfi ,A. Salomoni, I. Stamenkovic. Ceramic Tiles Surface Functionalisation by Photovoltaic Cells. 10ª edición Qualicer. 10 – 13 febrero 2008 Castellón (España)
  5. D. Iencinella, E. Centurioni, M.G. Busana, A. Salomoni, A. Fregni, S. Fazio, B. Mazzanti. Deep integration of photovoltaic on porcelain stoneware tiles for the built environment. 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition – Milano 3-7 September 2007
  6. B. Mazzanti, S. Fazio, A. Salomoni. Effects of composition and application parameters of glaze frits on Ag-glass interface characteristics. 10th International Conference and Exhibition of the European Ceramic Society. June 17 – 21, 2007, Berlin
  7. E. Rastelli, A. Salomoni, C. Chiva , S. Fazio. Influenza della concentrazione di solvente sulle caratteristiche reologiche di paste serigrafiche conduttive a base di argento. IX Convegno Nazionale di Reologia – Tropea VV (Italia) 20 – 23 settembre 2006
  8. D. Iencinella, E. Centurioni, A. Salomoni, B. Mazzanti, M.G. Busana, A. Fregni, S. Fazio. Solar cells on porcelain stoneware tiles. 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition – Dresden 4-8 September 2006.

Contatti:

Piastrelle fotovoltaiche PV

KAI_3 Piastrelle fotovoltaiche Parete PV

PROGETTI DI RICERCA

  • PROGETTO BIPV
    Industria 2015 – Bando Efficienza Energetica.
    “Area Tecnologica A.a1.4 “Componenti Innovative per Applicazioni nell’edilizia, che Integrino Celle Fotovoltaiche nei Materiali di Rivestimento e di Supporto e nelle Superfici Vetrate”. Progetto: Piastrelle Ceramiche Fotovoltaiche Per Involucri Edilizi Sostenibili.

Piastrelle fotovoltaiche BIPV

     Piastrelle fotovoltaiche Ind2015

  • PROGETTO LABORATORIO CENTRO CERAMICO
    PRRIITT – Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico.
    Misura 4 “Sviluppo di rete”. Azione A – Laboratori di ricerca e trasferimento tecnologico. Bando del 26 novembre 2007 (DGR n. 1853/07).

Piastrelle fotovoltaiche LabCCB

Piastrelle fotovoltaiche Rete HTPiastrelle fotovoltaiche Piattaforma Costruzioni

  • PROGETTO CECERBENCH
    Laboratorio “Piastrelle con superficie funzionalizzata”
    PRRIITT – Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico. Misura 4 “Sviluppo di rete”. Azione A – Laboratori di ricerca e trasferimento tecnologico. 2005.

Piastrelle fotovoltaiche CECERBENCH

Piastrelle fotovoltaiche azione_a_250

BREVETTI

PCT/IT2007/000241 – Ceramic tile with a functional photovoltaic cell surface.

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