| Business | Periodo | Capofila | Partner |
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| Industry | Start date: 01/01/2018 End date: 31/12/2019 |
RINA Consulting – Centro Sviluppo Materiali (CSM) | Consorzio Interuniversitario Nazionale Per La Scienza E Tecnologia Dei Materiali (INSTM) |
Il mascheramento delle superfici dei pannelli fotovoltaici a causa dell’esposizione ambientale rappresenta un problema noto e di forte interesse da parte dei relativi produttori e utilizzatori. Agenti quali polvere, sabbia, particolato, fumi, deiezioni animali portano nel tempo ad una progressiva riduzione dei rendimenti elettrici dei moduli fotovoltaici vanificando i vantaggi legati allo sviluppo di celle solari sempre più performanti e diminuendo i ritorni economici dell’investimento sulla fonte rinnovabile.
Il problema è particolarmente sentito nei climi più aridi dove la possibilità di auto-pulizia connessa alle precipitazioni è ridotta. La situazione tipicamente esperita è relativa alla deposizione di polvere o sabbia che, a causa della formazione di brina nelle ore notturne, genera uno strato più compatto e adeso alla superficie dei vetri di ricopertura di difficile rimovibilità.
I costi associati al mantenimento dell’efficienza dei pannelli rendono meno appetibili gli investimenti sul fotovoltaico; inoltre le operazioni di pulizia periodiche aumentano i rischi per i lavoratori ad esempio per elettrolocuzione.
Nella maggior parte dei casi i vetri di copertura non hanno nessun rivestimento che ne faciliti la pulizia, e riduca di conseguenza gli intervalli di manutenzione. Solo in alcuni casi, per i climi più estremi vengono utilizzati vetri pre-rivestiti dai relativi produttori; tali rivestimenti sono soggetti a rapido decadimento delle funzionalità nel tempo e le soluzioni oggi disponibili per il loro ripristino non sembrano fornire risposte adeguate ed efficaci.
L’obiettivo della presente proposta risiede nella messa a punto di soluzioni di rivestimento per vetri di copertura che possano essere applicate anche in situ, ovvero su campi fotovoltaici già in opera. I rivestimenti dovranno migliorare le capacità autopulenti dei vetri tradizionali, allo scopo di minimizzare gli interventi ed i costi di manutenzione oltre che renderli molto più semplici. Inoltre verranno proposte soluzioni per il loro ripristino, nei casi in cui le funzionalità dovessero decadere nel tempo ad esempio per effetto dell’erosione da particolato.
La soluzione a questo problema può essere trovata nell’applicazione, ad esempio via sol-gel direttamente sul vetro di copertura, di uno strato organico/inorganico otticamente trasparente, che riduca l’adesione delle sostanze inquinanti e lo renda più facilmente dilavabile dalla pioggia. Verranno considerate sia tecniche di deposizione più tradizionali quali lo spray, sia tecniche più innovative quali ad esempio la deposizione mediante “menisco dinamico” che permette un controllo ottimale e automatizzato degli spessori e della stesura del film autopulente.
Per il raggiungimento dell’obiettivo, sarà inizialmente svolta una attività impostativa, volta ad identificare possibili soluzioni di rivestimento per i vetri. I rivestimenti identificati saranno messi a punto e testati a livello di laboratorio, con procedure e attrezzature appositamente progettate, per selezionare e operare un ranking tra quelli che meglio rispondono ai requisiti definiti. Al termine dell’attività, sarà realizzato e testato un dimostratore tecnologico, per verificare che il passaggio di scala non abbia alterato le proprietà funzionali del riporto. Infine, sarà identificato il percorso per industrializzare tale soluzione e verrà studiata la possibilità di meccanizzare l’applicazione dei rivestimenti attraverso robot, al fine di aumentare l’appeal industriale della proposta.
Il risultato atteso al termine del progetto sarà costituito da una soluzione tecnologica di protezione dei vetri, validata in condizioni simulate di esercizio, e corredata da una analisi tecnico-economica e una proiezione sulla sua introduzione sul mercato.
RINA ha già affrontato la tematica, nel settore navale, con alcune attività sperimentali preliminari che hanno permesso di inquadrare il problema ed identificare le classi di materiali e la tecnologia da impiegare.
Inoltre, la tecnologia proposta troverebbe applicazione anche in altri settori, quali ad esempio quello dell’edilizia (vetri), dell’eolico (pulizia torri) e come detto del navale (sovrastrutture) dove le operazioni di lavaggio e pulizia sono particolarmente complesse e onerose.
