Risparmio Energetico e Tecnologie

L’edificio che produce energia: le nuove tecnologie d’involucro

di Valentina Ciolli e Laura Maturi - Eurac Research

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Quando si ristruttura un edificio bisogna prima di tutto avere un approccio che tenga conto degli aspetti di approvvigionamento energetico, sostenibilità e uso di fonti energetiche rinnovabili. Gli edifici sono oggi più che semplici unità autonome che consumano energia e si stanno trasformando sempre più in elementi attivi che producono, utilizzano e forniscono energia all'intera rete energetica.
Ilprogetto EnergyMatching , al quale lavorano 17 partner europei coordinati dal centro di ricerca applicata Eurac Research di Bolzano , ha preso il via nell'ottobre 2017 e si concentra sullo sviluppo di diverse soluzioni di involucro edilizio - con annesso impianto HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) - consentendo al contempo una raccolta ottimale di energia rinnovabile e l'interazione con i sistemi energetici a livello sia di edificio che di distretto. Il primo passo prevede lo studio di tecnologie di involucro attivo che siano il più possibile “adattabili” ai vari contesti, rispettose dell'estetica dell'edificio e al tempo stesso performanti.
Tutte le soluzioni saranno sviluppate con l'obiettivo specifico di non superare di oltre il 20% i costi standard convenzionali di ristrutturazione dell'edificio (nell'ordine dell'11-17%), supportati da una rigorosa ottimizzazione di progettazione, materiali e processi, e un PBT (Pay Back time) tra i 5 e i 9 anni, a seconda delle specifiche condizioni di contesto, del tipo di implementazione all'interno dell'edificio e del modello di business utilizzato.
Il progetto di ricerca è completato dal know-how di grandi aziende sia italiane che estere come ad esempio Eurofinestra, Pellini Industrie, l'azienda spagnola ONYX Solar e l'olandese TULiPPS. Grazie al supporto di queste aziende i ricercatori di Eurac Research stanno sviluppando e implementando il cosiddetto “Solar Window block” (Figura 1 ). Questa soluzione consiste in una finestra prefabbricata con macchina di ventilazione, ombreggiatura automatica adattiva e moduli fotovoltaici integrati. Il modulo fotovoltaico si offre a diverse possibilità di integrazione, come le configurazioni su aggetto, a davanzale e verticale, rendendo così possibile un'ottima flessibilità progettuale. L'elettricità generata può alimentare un sistema di ventilazione con recupero di calore decentralizzato o essere utilizzata per l'autoconsumo all'interno dell'edificio. Il telaio della finestra ad alto isolamento può ospitare l'elettronica di controllo e una batteria adatta per l'alimentazione autonoma.
Le aziende partner sono attualmente al lavoro per produrre tre prototipi utili per valutare la funzionalità del progetto a livello di produzione, assemblaggio e funzionamento, nonché a testare il concetto di isola elettrica basato sulla generazione fotovoltaica, l'accumulo di energia e la ventilazione meccanica della soluzione. Una volta assemblati i prototipi, verrà effettuata una campagna di test di laboratorio che verificherà l'intera catena di montaggio verificando le prestazioni, la funzionalità e la robustezza dell'insieme e dei suoi componenti. I test verranno eseguiti presso il laboratorio “PV Integration Lab” di Eurac Research del polo tecnologico NOI a Bolzano. Il laboratorio è un'infrastruttura all'aperto in grado di testare in condizioni reali le prestazioni elettriche di moduli e sistemi fotovoltaici sia “liberi” che integrati in strutture architettoniche, nonché di verificare l'impatto di impianti collegati a sistemi di accumulo sulle reti elettriche. Conclusa la fase di test, alcune delle configurazioni del blocco finestra verranno finalmente testate sul campo e installate in tre edifici reali posti a diverse condizioni geoclimatiche. Il primo edificio sul quale verrà installata la nuova tecnologia, a inizio del prossimo autunno, si trova proprio in Italia a Campi Besenzio, Comune dell'area metropolitana di Firenze ed è di proprietà di Casaspa, partner del progetto di ricerca.

Questo progetto ha ricevuto un finanziamento dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea nell'ambito della convenzione di sovvenzione n. 768766


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