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Da migliaia di anni, i tetti spioventi vengono rivestiti di tegole per proteggere le case dalle intemperie. Ora potrebbero anche contribuire a proteggerci dai cambiamenti climatici, favorendo la transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili.
La tecnologia solare attualmente disponibile viene installata sotto forma di pannelli montati sui tetti esistenti. Questa progettazione presenta diversi punti deboli: il montaggio può danneggiare le capriate del tetto e provocare danni all’intera struttura nel corso del tempo, l’apparecchiatura deve essere sufficientemente robusta per resistere a venti di forte intensità e nello spazio tra il pannello e il tetto possono verificarsi danneggiamenti a entrambi gli elementi, causati ad esempio dalla corrosione atmosferica dovuta al ripetuto processo di congelamento e scongelamento della neve e del ghiaccio.
Nell’ambito del progetto TilePlus, finanziato dall’UE, i ricercatori hanno concepito una nuova generazione di tegole con tecnologia fotovoltaica integrata. Le tegole forniscono tutte le proprietà protettive di cui sono solitamente dotati questi elementi di copertura, offrendo al contempo ai residenti un modo per raccogliere l’energia direttamente dal sole. Dato che i pannelli solari creano energia laddove verrà utilizzata, in tal modo si riducono anche le perdite durante il suo trasporto e trasmissione.
«Così si prendono due piccioni con una fava: la collaudata tecnologia su tetto in grado di proteggere le case dalle intemperie e una soluzione solare a bassa manutenzione», spiega Selma Kveim, dirigente senior dell’azienda di coperture Skarpnes e coordinatrice del progetto TilePlus.
Familiarizzare con la colla conduttiva
Era necessario che le nuove tegole fotovoltaiche funzionassero come le normali tegole di un tetto, per cui vi erano dei limiti in relazione alle loro dimensioni. Ciò significa che il team di TilePlus ha dovuto migliorare il modo in cui i pannelli potevano produrre elettricità nell’area interessata.
Le normali celle fotovoltaiche sono ricoperte da un filo metallico orizzontale, che conduce l’elettricità intorno al pannello e verso l’esterno attraverso il cavo sul retro.
Una cella ridisegnata dal partner del progetto Autarq, un’azienda tedesca che si occupa di tecnologia climatica, ha incorporato una colla conduttiva che aumenta la superficie disponibile per assorbire i raggi solari, incrementando del 15 % la produzione massima di energia del pannello.
Elettrificare le case europee con il fotovoltaico
Nell’UE vi sono oltre 200 milioni di case, la maggior parte delle quali non dispone della tecnologia dei pannelli solari. «Affinché sia possibile garantire un consumo inferiore di energia, è necessario rinnovare tutti questi tetti ed edifici», afferma Kveim. «Abbiamo la possibilità di servirci dello spazio sul tetto e di iniziare a usarlo per produrre elettricità, in modo che ogni famiglia possa diventare produttrice della propria energia», aggiunge. Si tratta di un obiettivo particolarmente urgente alla luce dei cambiamenti climatici e dell’aumento dei prezzi dell’energia in Europa.
Sviluppare la tecnologia
Il progetto TilePlus si era prefisso tre obiettivi principali: innanzitutto migliorare l’efficienza dei pannelli solari per sfruttare l’elettricità, quindi sviluppare i macchinari intesi alla creazione dei nuovi laminati e migliorare il processo di assemblaggio e, infine, sviluppare la catena del valore, compreso l’intero insieme delle procedure di formazione destinate a tutti i soggetti presenti al suo interno.
La tecnologia è ora in fase di sperimentazione in quattro prove pilota. La prima installazione è stata realizzata nel luglio di quest’anno attraverso la riqualificazione di una proprietà nella città norvegese di Skien, mentre sono in corso ulteriori test a Lyngdal e altre implementazioni in due edifici a energia quasi zero, uno a Bergen e l’altro ad Aalborg, in Danimarca.
Nei prossimi anni si effettuerà un monitoraggio della funzionalità delle tegole e dell’intera esperienza utente. Sul tetto è stata inoltre installata una stazione meteorologica per tracciare le condizioni locali.
Si prevede che i pannelli di TilePlus saranno disponibili sul mercato entro la metà del 2024. «Il piano prevede di pubblicare i dati di produzione in tempo reale sul nostro sito web per istruire le persone sulla tecnologia solare», spiega Kveim, che conclude: «Si tratta di una parte importante del nostro lavoro per il futuro.»