Solar: CSP, CST, PV

Composto da Università degli studi di Palermo, Università degli studi di Cagliari, Università degli Studi di Padova, CNR – Centro Nazionale delle Ricerche, ENEA – Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, EURAC research ed Istituto Italiano di Tecnologia, mira a potenziare i settori fotovoltaico (PV) e potenza solare concentrata (CSP)/ solare termico concentrato (CTS) per il miglioramento della produzione di energia rinnovabile, a costi competitivi, superando i limiti attuali e introducendo innovazione a basso TRL.

Il progetto promuove tecnologie nuove e avanzate, superando gli ostacoli della scalabilità industriale, nuove applicazioni e riduzione di costi, migliorando ecosostenibilità di materiali, tecnologie e sistemi e supportando le imprese locali nello sviluppo del lavoro ed aziendale con prodotti di alto valore.

Obiettivi

Obiettivo 1

L’utilizzo di materiali e processi innovativi per la produzione di celle e moduli solari, con lo scopo di aumentare la loro efficienza e di ridurre il loro impatto in fase produttiva. Saranno anche considerate celle e moduli solari semitrasparenti con selettività spettrale per uso complementare di produzione d’energia e fotosintesi in applicazioni fotovoltaiche.

Obiettivo 2

Saranno sviluppati film di Perovskite per celle solari tandem per analizzare la stabilità di celle di larga area e mini-moduli sotto la luce solare, riducendo effetti di degradazione intrinseci ed estrinseci.

Obiettivo 3

L’approccio multidisciplinare sarà centrale nella ricerca dei materiali per indirizzare specifiche funzioni delle celle PV integrate ed i moduli come trasparenza, integrazione flessibile in componenti architettoniche, colore ed estetica. Anche l'integrazione energetica sarà al centro di questo obiettivo, come nel caso dell'interazione con designers, architetti, produttori di facciate e tetti, proprietari ed imprenditori edili.

Obiettivo 4

L’attività di ricerca mira allo sviluppo di tecnologie innovative chiave, sia a livello di componenti che di sistema, per una nuova generazione di collettori solari con basso impatto ambientale e ridotti costi di realizzazione, operatività e manutenzione che possano risultare facilmente integrabili in contesti urbani e industriali. Saranno investigati nuovi fluidi di trasporto e materiali di accumulo di calore, nuovi rivestimenti per assorbitori solari selettivi su tubi ricevitori e assorbitori massivi, nuovi cicli di conversione di potenza basati sull’uso di fluidi ausiliari supercritici nonché strategie per l’ibridizzazione di impianti CSP/CST con altre fonti di energia rinnovabile.

Obiettivo 5

Sviluppo di componenti ed algoritmi innovativi saranno introdotti nell’ambito di centrali PV e CSP/CST con lo scopo di aumentare la produzione di energia, migliorare la previsione energetica disponibile e contemporaneamente ridurre l’impatto dovuto ai processi operativi e di manutenzione.

Obiettivo 6

Questo obiettivo mira al miglioramento delle prestazioni ambientali di PV e CSP/CST. Si valuteranno le performance ambientali dei sistemi e delle tecnologie tramite un approccio “life cycle thinking” con l’uso della metodologia “Life Cycle Assessment”. Si identificheranno gli “hot-spots” ambientali delle tecnologie e si orienterà il design di questi sistemi verso un “eco-improvement” utilizzando un approccio di “eco-design” sin dalle prime fasi della progettazione.

Obiettivo 7

La comunicazione strategica rinforzerà ed espanderà le sinergie informare/disseminare e costruirà reti di comunicazione, coinvolgendo proattivamente i differenti interlocutori e, complessivamente, dimostrando il valore aggiunto del progetto in termini di impatto sociale (occupazione, crescite e salute) ed ambientale.

Attività

Simulazioni ottiche ed elettriche di celle e moduli. Scelta di strati selettivi e tecnologie associate di deposizione. Ossidi conduttivi trasparenti e rivestimenti antiriflesso. Caratterizzazione e simulazione di strati di trasporto, interfacce e bordi di cella. Celle solari spettralmente selettive semitrasparenti innovative e moduli che consentono uso complementare della luce solare per il PV e la fotosintesi.

Concetti avanzati e materiali per le celle tandem di prossima generazione. Sviluppo di giunzioni di tunneling o ricombinazione. Film di perovskite 2D e 3D per celle solari tandem. Strategie per ridurre le cause intrinseche ed estrinseche di degradazione. Sviluppo dei contatti: strati di trasporto e TCO per tandem. Soluzioni di metallizzazione per celle solari tandem di ampia superficie. Simulazioni e progettazione di minimoduli. Stabilità delle prestazioni delle celle.

Moduli fotovoltaici integrati semitrasparenti. Laminati PV opachi, flessibili e leggeri per PV integrato. Modellizzazione di diversi concetti per PV colorato ed impatto sul rendimento. Rivestimenti funzionali e spostamento spettrale. Integrazione di laminati su archetipi di prodotti IPV per la personalizzazione di massa del IPV. Prestazioni e stabilità di celle e minimoduli.

Sviluppo di componenti e sistemi per l’integrazione di impianti CSP/CST con processi industriali e applicazioni energetiche in ambito civile. Ibridizzazione di calore solare da impianti CSP/CST con altre fonti rinnovabili. Sviluppo e caratterizzazione di nuovi fluidi di trasferimento e materiali di accumulo di calore. Sviluppo e caratterizzazione di nuovi rivestimenti per assorbitori solari selettivi da realizzare su tubi ricevitori per applicazioni CSP/CST. Sviluppo e caratterizzazione di nuovi assorbitori solari massivi basati sull’utilizzo di materiali ceramici per nuovi sistemi di concentrazione CSP/CSToperanti ad alte temperature. Nuovi cicli di conversione di potenza basati su fluidi ausiliari supercritici per lo sfruttamento di calore residuo.

Sistemi di elettronica di potenza intensificati per impianti solari. Soluzioni innovative hardware e software per l'integrazione e l'interazione con la rete elettrica. Integrazione di dispositivi IoT nei moduli PV e miglioramento delle operazioni e manutenzione nelle centrali PV. Analisi dell’impatto di soluzioni di immagazzinamento energetico termico ed elettrico accoppiato con impianti PV e CSP nelle reti elettriche. Algoritmi avanzati per migliorare le previsioni di produzione energetica. Utilizzo di tecniche di machine learning per ridurre il tempo di rilevamento e prevedere guasti.

Inventario di materiali, processi e sistemi. Valutazione del ciclo di vita e dei costi del ciclo di vita nei sistemi PV e CSP/CST. Attrezzature per la produzione di moduli PV Eco-progettate. Attrezzature per la produzione CSP/CST progettate.

Diffusione e comunicazione anche attraverso canali di comunicazione. Diffusione verso gli stakeholder e la comunità scientifica.

Affiliati

Bandi specifici

SPOKE 1 - Solar: PV, CSP,CST

Destinatari: Università, Enti Pubblici di Ricerca e altri Organismi di Ricerca, Startup e Imprese, Amministrazioni Pubbliche, Fondazioni pubbliche e private iscritte all'ANR, Società Consortili e Consorzi

Scadenza: Chiuso

Dotazione finanziaria complessiva: 1.200.000,00 euro

Distribuita secondo le seguenti tematiche:

Tematica 1 -“End of life” di impianti fotovoltaici nel Mezzogiorno d’Italia: Strategie di valorizzazione di materie prime seconde ispirate ai principi dell’ economia circolare.
Tematica 2 – Applicazioni sperimentali e strategie di diffusione di sistemi agrivoltaici nel Mezzogiorno d’Italia.

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