Dottorato presso il Politecnico di Milano

Dottorato presso il Politecnico di Milano

MILANO – BOLZANO (IT)

Nell’ambito del progetto “BIPV meets History” è stata attivata una tesi di Dottorato presso programma dottorale in Scienze e Tecnologie Energetiche e Nucleari del Politecnico di Milano, ciclo XXXIV.  

La Tesi di Dottorato di Martina Pelle, che avrà durata di tre anni, dal maggio 2019 all’aprile 2022, si occuperà di indagare il ruolo del BIPV per incrementare la flessibilità energetica negli edifici e sarà supervisionata da Laura Maturi and David Moser (EURAC Research) e Francesco Causone (Politecnico di Milano). L’introduzione all’interno dei regolamenti europei dei nuovi concetti quali autoconsumo, autoconsumo collettivo e comunità energetica, permetterà in futuro agli edifici non solo di produrre l’energia loro necessaria, ma anche di stoccarla e rivenderla in base alle proprie necessità. Inoltre, a partire dal 2020, tutti i nuovi edifici o gli edifici soggetti a ristrutturazione, dovranno essere nearly-zero energy buildings (nZEB), dovranno cioè avere un fabbisogno energetico nullo o moto basso, il quale dovrà essere soddisfatto in misura considerevole mediante l’utilizzo di energia da fonti rinnovabili, prodotta in loco o nelle vicinanze. Tra le tecnologie esistenti per la produzione di energia a fonti rinnovabili, il BIPV ha un importante potenziale per favorire la flessibilità energetica negli edifici e la produzione di energia in prossimità dell’utilizzatore e in forma diffusa, riducendo il numero di grandi impianti ground-mounted e contribuendo così a contenere il problema dell’eccessivo utilizzo di suolo legato alla loro costruzione. La tecnologia BIPV permette infatti di integrare a livello (i) estetico (ii) tecnologico/funzionale ed (iii) energetico la produzione di energia rinnovabile nell’ambiente costruito sfruttando tutte le superfici disponibili dell’involucro edilizio. Queste peculiarità offrono interessanti opportunità di sviluppo per l’utilizzo del BIPV anche in ambienti tutelati e in edifici di particolare pregio e interesse storico, per cui sussistono vincoli agli gli interventi di riqualificazione. In particolare, da un lato la tecnologie BIPV hidden permettono di nascondere completamente la cella fotovoltaica dietro uno strato di finitura colorato, sagomato o digitalmente stampato, che simula l’effetto dei più tradizionali materiali da costruzione. Dall’altro, la possibilità di istituire dinamiche di autoconsumo collettivo e di comunità energetiche, all’interno delle quali gli utenti potranno compravendere l’energia rinnovabile prodotta in sito tramite moduli fotovoltaici, permetterà l’utilizzo di tale energia anche agli edifici soggetti a vincoli che impediscono l’installazione di moduli fotovoltaici, per esempio nei centri storici. Per abilitare questo tipo di dinamica è però fondamentale studiare il comportamento integrato del sistema edificio-impianto BIPV, ed in particolare l’evoluzione della relazione tra le curve di produzione energetica e le curve della domanda elettrica nel tempo. Questa tesi ha lo scopo di studiare in maniera approfondita le metodologie di modellazione dei profili temporali di produzione energetica di moduli BIPV colorati e i profili temporali della curva di domanda, per sviluppare strumenti validati che permettano di simulare e/o ottimizzare il comportamento integrato di questi due parametri nel tempo. Questa attività, parallelamente ad un approfondita analisi del contesto legislativo e dei rischi tecnici legati all’utilizzo del BIPV lungo tutta la catena del valore, porterà allo sviluppo di modelli di business solidi che favoriscano una penetrazione più ampia delle tecnologie BIPV nel mercato.