Roman Rudel, Direttore dell’Istituto sostenibilità applicata all’ambiente costruito dal 2008
Le attività di ricerca all’ISAAC sono state a lungo dominate dalla forte e particolare esperienza iniziata 35 anni fa con l’istallazione del primo impianto fotovoltaico di 10kW allacciato alla rete in Europa, il cosiddetto TISO 10kW (Ticino Solare). Se per i primi lunghi anni la ricerca nel campo fotovoltaico era considerata un po’ esotica e senza grande rilevanza pratica, questa situazione è cambiata dai primi anni del 2000 con l’introduzione di una legge che favoriva l’immissione di energia decentralizzata in Germania e in altri paesi europei, creando una crescita importante di impianti fotovoltaici, ma anche di un’industria che si appoggia alle nostre competenze maturate in questi anni. L’Istituto ha potuto svolgere i primi progetti europei grazie alla vicinanza con il centro di ricerca europeo (JRC) di Ispra ed è stato anche fortemente sostenuto dall’Ufficio Federale dell’Energia in quanto uno dei pochi centri specializzati in Svizzera.
A partire dal 2008 le attività di ricerca sono fortemente aumentate e si sono diversificate in vari settori. Un importante filone di ricerca si è creato dalla forte diffusione degli impianti fotovoltaici che ha profondamente modificato il concetto della gestione dell’energia elettrica, da un approccio centenario basato sulle grandi centrali idroelettriche e poi nucleari ad un approccio completamente decentralizzato basato sulle reti intelligenti (Smart grid). Con questi progetti di ricerca l’ISAAC, grazie anche ad altri istituti della SUPSI, si è dotato di nuove metodologie analitiche e strumenti di simulazione ed ottimizzazione, che si applicano anche in altri settori. La ricerca tradizionale sul fotovoltaico è proseguita con un maggior focus sugli aspetti della qualità dei moduli, della loro durabilità ed affidabilità, nonché sul rendimento degli impianti fotovoltaici. In parallelo si sviluppano nuovi metodi per testare moduli fotovoltaici e nuove tecnologie integrate in questi moduli.
Grazie alle nuove infrastrutture di laboratorio abbiamo anche potuto sviluppare la ricerca sui moduli integrati nell’edificio, che approfondisce in particolare le possibilità estetiche dei moduli fotovoltaici e le loro nuove funzionalità come elemento costruttivo dell’edificio stesso. In questo campo, che rappresenta anche l’interfaccia con la formazione di base, l’ISAAC ha pure collaborato con due start-up in Ticino per lo sviluppo di nuovi prodotti attraverso la ricerca applicata. Oggi questa ricerca sui moduli fotovoltaici integrati nell’edificio permette, non solo di sviluppare nuovi concetti di approvvigionamento energetico degli edifici, ma di inserirci in una trasformazione del settore della costruzione scaturita dalla digitalizzazione con il Building Information Modelling (BIM). Sono le competenze maturate in questo ambito che ci consentono di contribuire, con i nostri progetti di ricerca, allo sviluppo di alcuni aspetti di questo nuovo approccio alla costruzione completamente digitalizzata. Queste prime esperienze con il BIM aprono interessanti prospettive di ricerca nel settore sistema edificio, combinandole con le competenze maturate in moltissimi servizi di consulenza sul risanamento degli edifici, grazie a strumenti di analisi e di diagnostica sviluppati con il politecnico di Losanna.
Negli ultimi anni abbiamo anche incrementato la ricerca nella pianificazione e politica energetica, intensificando la collaborazione con i Comuni attraverso i piani energetici comunali e con l’Amministrazione cantonale per la sua politica energetica, creando un sistema che monitora il bilancio energetico del Canton Ticino. Fanno parte di questo ambito anche le ricerche geo-referenziate, che permettono di individuare i potenziali per il teleriscaldamento o raffrescamento e i potenziali di sfruttamento delle energie nelle infrastrutture. Un nuovo settore, che completa il quadro della ricerca all’ISAAC ed è riuscito ad inserirsi molto bene nella ricerca nazionale ed internazionale, è quello che investe gli aspetti sociali e i comportamentali legati al nostro stile di vita e consumo energetico. La domanda di base di questo ambito di ricerca, meno orientato a soluzioni tecnologiche della transizione energetica, riguarda le barriere e le opportunità legate ad un uso più sostenibile delle risorse energetiche.