L'applicazione e il potenziale dei pannelli solari fotovoltaici nella transizione energetica globale

Panoramica della tecnologia PVT

Il collettore PVT consente di produrre in modo efficiente elettricità e calore combinando celle fotovoltaiche e collettori solari. I collettori solari fotovoltaici/termici (PVT) consentono di produrre in modo efficiente elettricità e calore combinando pannelli fotovoltaici con collettori o assorbitori solari. L'IEA SHC Task 60: Sistemi PVT ha riunito un gruppo di esperti provenienti da laboratori di ricerca e dall'industria solare per esplorare diverse possibili soluzioni per la tecnologia PVT negli ultimi tre anni. Dopo un'approfondita ricerca, hanno sintetizzato esempi, modelli di simulazione, indicatori chiave di prestazione e confronti tra soluzioni di diverse tipologie di impianti in tutto il mondo. Questo articolo si propone di riassumere i risultati e i risultati del lavoro svolto e di confermare ulteriormente l'enorme potenziale della tecnologia PVT nel promuovere il riscaldamento solare e la produzione di elettricità.

Il concetto di PVT solare da 580 W non rappresenta una novità nel campo delle nuove energie. Negli ultimi 20 anni, i ricercatori hanno costantemente esplorato soluzioni pertinenti e l'IEA SHC ha fornito un importante supporto allo sviluppo della tecnologia PVT nell'ambito del Task 35 del SHC dal 2005 al 2010 e del successivo Task 60 dal 2018 al 2020. Con la relativa riduzione dei costi tecnologici nel settore fotovoltaico nel 2016 e la crescente maturità del mercato del solare termico, la tecnologia PVT ha aperto nuove opportunità di sviluppo.

Oggigiorno, questi progressi nel campo dell'energia solare hanno aperto la strada all'ampia applicazione della tecnologia dei pannelli solari ibridi PVT. L'ascesa del fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV) e del fotovoltaico integrato nelle facciate (FIPV) non solo promuove l'applicazione della tecnologia PVT negli edifici per uffici e industriali, ma offre anche nuove opzioni per gli edifici residenziali che necessitano di elettricità, riscaldamento e persino raffreddamento. Allo stesso tempo, il progresso della tecnologia delle pompe di calore ha ulteriormente ampliato il campo di applicazione delle fonti di calore scoperte dei pannelli solari ibridi PVT, riducendo i costi energetici degli utenti e la domanda di accumulo tramite perforazione. Inoltre, la continua riduzione del costo dei moduli fotovoltaici ha reso sempre più economico ed efficiente combinare fotovoltaico ed energia termica per generare più energia solare sotto la stessa superficie del tetto.

Dettagli ed esempi di applicazione della tecnologia PVT

Tuttavia, sono ancora necessari ulteriori sforzi per approfondire la comprensione e l'accettazione delle soluzioni PVT nel settore HVAC. Gli esperti del Task 60 di SHC hanno aumentato la consapevolezza del mercato su questa tecnologia e si sono impegnati a sviluppare standard internazionali specializzati per i collettori PVT, offrendo maggiore fiducia ai progettisti solari e ai clienti finali nell'utilizzo della nuova tecnologia. Questo task ha portato a tre chiare conclusioni: la tecnologia PVT può utilizzare in modo efficiente lo spazio sul tetto o in qualsiasi area grazie alla doppia produzione di elettricità e calore; soluzioni PVT affidabili esistono già sul mercato; e si prevede che questa tecnologia svolgerà un ruolo chiave nel promuovere la transizione energetica e uno stile di vita a basse emissioni di carbonio.

La tecnologia PVT svolge un ruolo indispensabile nel promuovere la transizione energetica globale grazie al suo eccellente rapporto costo-efficacia nell'energia solare e termica. Secondo gli ultimi dati, alla fine del 2020, la superficie installata cumulativa di collettori PVT in tutto il mondo ha raggiunto i 1.275.431 metri quadrati e il numero di sistemi operativi ha raggiunto quota 27.920, a dimostrazione del costante trend di crescita del mercato PVT. Dal 2018 al 2020, il tasso di crescita medio annuo della tecnologia PVT è stato pari al 9%, a indicare ampie prospettive di mercato.

Rivela la posizione di leadership dei sistemi solari ad aria nel mercato dei pannelli solari ibridi PVT, principalmente grazie alla spinta della Francia. In passato, due produttori hanno lanciato con successo sistemi ad aria PVT. Il principale vantaggio di questi sistemi ad aria PVT è l'utilizzo dell'aria come mezzo di distribuzione per sistemi a bassa temperatura, che offre vantaggi di elevata efficienza e basso stress alle celle fotovoltaiche.

Progettazione ed efficienza del collettore solare PVT

Design e costi

Il costo dei collettori fotovoltaici (PVT) varia a seconda del design e della scelta dei materiali, con l'obiettivo di ridurre i costi e migliorare l'efficienza attraverso una progettazione ottimizzata. Attualmente, il costo totale degli impianti solari PVT si aggira tra i 500 e i 1500 euro al metro quadro, mentre il costo dei collettori fotovoltaici veri e propri si attesta tra i 100 e i 300 euro al metro quadro.

Valutazione dell'efficienza e standardizzazione

La definizione di efficienza di un pannello solare ibrido PVT può partire dall'efficienza globale, che considera in modo esaustivo la potenza totale (inclusa l'energia elettrica e termica) generata dalla radiazione solare incidente. Per semplificare i calcoli, nella valutazione, l'energia elettrica prodotta non viene solitamente considerata. Tuttavia, l'efficienza fotovoltaica è influenzata dalla temperatura del collettore, quindi questo fattore deve essere preso in considerazione per i collettori PVT che operano in ambienti con temperature diverse. Gli standard di certificazione dell'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) e la certificazione Solar Keymark sono criteri importanti per la valutazione delle prestazioni dei moduli solari ibridi PVT.

Vantaggi e potenziale di mercato del PVT

◆ Tendenze del mercato PVT

In condizioni di abbondante irraggiamento solare, come il cielo sereno, i collettori PVT possono soddisfare in modo efficiente il fabbisogno di elettricità durante il giorno e il fabbisogno di calore durante tutto l'anno. I collettori PVT offrono un'elevata potenza e un'efficienza di riscaldamento elevata in condizioni di sole, con un breve periodo di ammortamento dell'investimento di 4-5 anni, il che li rende particolarmente adatti per hotel e altre località della regione mediterranea. Inoltre, i collettori PVT possono fornire elettricità per veicoli elettrici, calore per l'ACS (acqua calda sanitaria) e fungere da refrigeratore per macchine frigorifere, con funzioni complete.

Il nostro impianto di produzione PVT