Come i sistemi ibridi PVT migliorano la resa elettrica e termica negli edifici moderni

Introduzione: perché l'energia solare monofunzionale non è più adatta agli edifici moderni

Per anni, l'installazione di pannelli solari negli edifici ha comportato la scelta tra due soluzioni parallele: moduli fotovoltaici per l'elettricità e collettori solari termici per il riscaldamento. Ciascuna tecnologia risolve solo una parte del fabbisogno energetico di un edificio. La maggior parte dei progetti necessita ancora di elettricità.Eacqua calda e molti richiedono anche il riscaldamento degli ambienti o calore di processo a bassa temperatura. Quando elettricità e calore vengono trattati come silos separati, i progetti spesso finiscono per duplicare le infrastrutture, aumentare la complessità e sottoutilizzare la superficie del tetto.

1. Comprendere la perdita di energia nei sistemi fotovoltaici convenzionali

Le celle fotovoltaiche convertono solo una parte della radiazione solare incidente in elettricità. La restante energia assorbita si trasforma in calore all'interno del modulo. Con l'aumentare della temperatura del modulo, l'efficienza elettrica diminuisce e l'invecchiamento a lungo termine dei materiali accelera. Dal punto di vista energetico dell'edificio, ciò comporta un doppio svantaggio: riduzione delle prestazioni elettriche e mancato recupero di energia termica.

2. Il concetto PVT: trasformare il “calore di scarto” in una risorsa

I sistemi ibridi PVT integrano uno strato di raccolta termica nella parte posteriore del modulo fotovoltaico. Un fluido termovettore circolante estrae il calore in modo continuo, trasportandolo verso un accumulo termico o verso un circuito di distribuzione. Questo converte l'inevitabile generazione di calore fotovoltaico in un prodotto energetico controllabile e utilizzabile.

3. Come la PVT migliora la resa elettrica

La resa elettrica è influenzata dall'irradiazione, dall'orientamento, dall'ombreggiamento e dalla temperatura. Gli effetti della temperatura sono spesso sottostimati durante la fase iniziale di progettazione. In molti climi, le temperature dei moduli possono superare di gran lunga il livello presunto nelle condizioni di test standard, il che comporta significative deviazioni delle prestazioni nel funzionamento reale.

Rimuovendo attivamente il calore dal modulo, il funzionamento PVT può mantenere le celle fotovoltaiche più vicine a un intervallo di funzionamento più favorevole.         Nel corso del ciclo di vita di un progetto, ciò si traduce in una maggiore potenza media e prestazioni più prevedibili, in particolare        durante i periodi di elevata irradiazione, quando l'accumulo termico è più intenso.

4. Come la PVT crea una preziosa produzione termica

L'energia termica recuperata da un modulo PVT è tipicamente a bassa-media temperatura, il che è direttamente utile per soddisfare molte esigenze degli edifici. Invece di produrre calore dalla rete elettrica o dai combustibili fossili, il progetto può soddisfare parte di tale fabbisogno con l'energia solare, migliorando l'economia energetica complessiva e riducendo le emissioni operative.

5. Perché la produzione combinata è più importante dell'efficienza di picco

Molti confronti solari si concentrano sulla massima efficienza elettrica del fotovoltaico. Negli edifici reali, la domanda più rilevante è: quantoutilizzabilel'energia (elettricità e calore) può essere fornita in base ai profili di domanda con una complessità minima e una superficie minima del tetto?

I sistemi ibridi spostano la valutazione dalle prestazioni monometriche alla produttività energetica totale. Quando il flusso termico         viene valutato in modo appropriato, il vantaggio a livello di sistema diventa più evidente, soprattutto nei progetti con carichi di acqua calda o riscaldamento costanti.

6. Implicazioni architettoniche e urbane

Nei progetti urbani ad alta densità, tetti e facciate rappresentano risorse limitate. Attrezzature meccaniche, vincoli di ombreggiamento e usi concorrenti riducono ulteriormente lo spazio disponibile. Generando due flussi energetici da un'unica area installata, il PVT può aumentare la produttività energetica per metro quadrato, un vantaggio che diventa ancora più prezioso con l'aumentare della densità.

7. Dal componente al sistema: l'importanza dell'integrazione

Un modulo ibrido diventa più efficace quando viene considerato parte di un'architettura energetica completa dell'edificio. Questa include accumulo, distribuzione, controllo e interfacce con apparecchiature come pompe di calore, serbatoi di accumulo e sistemi di gestione dell'edificio. L'obiettivo non è semplicemente quello di raccogliere energia, ma di indirizzarla in modo intelligente verso i carichi che creano il massimo valore economico e operativo.

Se lo desideri, possiamo convertire questa sezione in un formato "Checklist di progettazione" (compatibile con i proprietari e l'EPC), mantenendone la correttezza tecnica.