Il fotovoltaico integrato: impieghi e soluzioni

Di Mariagrazia De Castro

Nel vasto panorama delle fonti di energia rinnovabile, il fotovoltaico assume un’importanza significativa per le prospettive positive di impiego che ha.

L’energia fotovoltaica deriva dalla trasformazione dell’energia solare in energia elettrica. Lo sfruttamento di questa energia avviene per mezzo di impianti fotovoltaici costituiti da un numero variabile di pannelli fotovoltaici (dipende dal fabbisogno energetico dell’edificio).

Attualmente le soluzioni tecnologiche più avanzate sono definite “impianti fotovoltaici integrati” la cui caratteristica innovativa è quella di utilizzare moduli non convenzionali e componenti sviluppati ad hoc per potersi integrare o sostituire elementi architettonici nell’edilizia.

Impianti fotovoltaici integrati e parzialmente integrati: quali le differenze?

La caratteristica principale del fotovoltaico integrato è quello di integrazione dell’impianto nell’edificio stesso perché già previsto sin dalla fase progettuale della struttura.

In altre parole l’edificio (palazzo, centro commerciale, edilizia residenziale,etc.) è già progettato per essere alimentato con energia rinnovabile. Il fotovoltaico integrato assolve alla funzione di sostituzione di alcuni componenti architettonici e dal punto di vista estetico deve inserirsi in modo armonico nel contesto dell’edificio.

Dal punto di vista dell’integrazione distinguiamo gli impianti parzialmente integrati (quelli con moduli installati a posteriori su tetti o facciate di edifici che non prevedono sostituzione di materiali di rivestimento) dagli impianti totalmente integrati cioè quelli in cui i moduli fotovoltaici sostituiscono in tutto e per tutto il rivestimento degli edifici (es. tegole).

Diverso il discorso degli impianti integrati innovativi che invece sono installazioni fotovoltaiche che nascono con l’edificio e non compromettono né le caratteristiche tecnico – funzionali né quelle estetiche.

Il curtain wall

curtain-wall-fotovoltaico
In questo caso i pannelli fotovoltaici creano una facciata fotovoltaica continua.

Finestre e vetrate dell’edificio vengono sostituite da moduli fotovoltaici trasparenti e semitrasparenti che esteticamente non hanno nulla di sgradevole essendo perfettamente integrati nella vetrata. Sono molto impiegati negli edifici adibiti a ufficio e per garantire la luminosità interna sono stati sperimentati materiali alternativi quali policarbonato e cuscinetti ETFE.

La tegola fotovoltaica

Tegola fotovoltaica
La tegola fotovoltaica si integra perfettamente nel tetto garantendo continuità estetica della copertura e dell’intero edificio. La cella è coperta da un vetro che protegge dagli agenti atmosferici e ne garantisce resistenza nel tempo.

È anche definita coppo fotovoltaico quando il pannello è inserito all’interno. In questo caso i moduli fotovoltaici sono interposti tra una tegola e l’altra perché il pannello ha proprio la forma e le dimensioni di una tegola. Producono elettricità e allo stesso tempo impermeabilizzano il tetto.

Una particolare tegola fotovoltaica dalla forma classica, in cui il pannello solare è integrato nella tegola e non si nota la differenza con le tegole normali è stato presentato un anno fa da Tesla, la celebre azienda americana.

Ad oggi, fine 2017, non abbiamo novità del prodotto, ma nel complesso è uno dei modi più interessanti per integrare la tecnologia fotovoltaica senza rovinare l’estetica degli edifici.

Moduli rigidi senza cornice

modulo fotovoltaico senza cornice
Si tratta di vetri fotovoltaici trasparenti o semitrasparenti che possono essere installati nei lucernari o nelle finestre. Sono utili per illuminare il tetto. I moduli fotovoltaici rigidi sono formati da un insieme di celle interconnesse inserite tra uno strato di rivestimento anteriore trasparente e uno posteriore trasparente o opaco. La superficie non è deformabile.

Laminati flessibili per tetti e coperture curve

Si adattano anche in situazioni difficili e di basso irraggiamento garantendo produzione di energia. Il laminato è leggero e si adatta a superfici curve e che necessitano di soluzioni a basso carico.

Flessibilità e robustezza permettono di creare forme concave e convesse adattandosi a qualsiasi pendenza. Di norma si procede con la deposizione di uno strato di materiale semiconduttore su un substrato che si adatta alla forma della superficie di appoggio. Sostituendo il tradizionale materiale di rivestimento del tetto dell’edificio, i laminati flessibili devono comunque garantire tenuta dell’acqua e impermeabilizzazione.

Pannelli fotovoltaici per terrazze, pergolati, tettoie

tettoia fotovoltaica
I moduli sono trasparenti o semitrasparenti per il filtraggio della luce.

In questo caso i moduli solari sono utilizzati per fare ombra e allo stesso tempo per produrre energia. E non solo, anche tende, persiane e finestre si convertono al fotovoltaico. Piccoli elementi architettonici si trasformano in unità produttrici di energia e contribuiscono a sostituire le energie da combustibili fossili con energie rinnovabili e pulite.

Isolamento termico e acustico, produzione di energia, modulazione della luce naturale solare, manutenzione strutturale e protezione dagli agenti climatici avversi sia in estate che in inverno: tutto questo è possibile grazie al fotovoltaico integrato di ultima generazione. Innovazione ed eco-sostenibilità sono sempre più possibili

Le tapparelle fotovoltaiche

Sembra incredibile che il sistema fotovoltaico possa arrivare anche alle tapparelle, ma esistono davvero delle tapparelle per finestre, controllabili elettronicamente, che hanno sulla superficie delle celle fotovoltaiche.

Quando sono chiuse, la luce solare non entra nell’edificio ma nella cella, producendo in questo modo energia elettrica.

Il progetto Glass2Power

Il progetto Glass2Power è un interessante prospettiva per il fotovoltaico attualmente (fine 2017) ancora non commercializzata, ma sicuramente interessante.

A differenza delle tecnologie precedenti, il fotovoltaico viene integrato direttamente nel vetro, attraverso una serie di nanoparticelle che spingono la luce ai bordi della vetrata, dove si trova il meccanismo fotovoltaico vero e proprio.

Questo consente di produrre, in pratica, delle vetrate fotovoltaiche da utilizzare come finestre o come porte negli edifici, permettendo in questo modo di avere delle finestre, a tutti gli effetti, che però abbiano anche la capacità di produrre energia elettrica.

Nel complesso si tratta di un ottimo progetto che permette l’integrazione delle tecnologie fotovoltaiche con l’estetica degli edifici, e il fatto che possa essere utilizzato in contemporanea con i sistemi di cui abbiamo parlato sopra lo rende ancora più interessante dal punto di vista della produzione energetica.

Le pale eoliche fotovoltaiche

E se si unisce l’energia eolica con i pannelli solari, mettendo le celle fotovoltaiche direttamente sulle pale delle turbine eoliche?

Non sono proprio edifici, ma sono impianti molto importanti per la produzione di energia, che possono fare di più quando le due tecnologie sono unite insieme. Le celle fotovoltaiche sono applicate direttamente sulle pale, che hanno una superficie molto estesa (anche se da terra può non sembrare perché sono molto alte).

In conclusione ….

Oggi esistono tante alternative al classico impianto fotovoltaico appoggiato sul tetto, alternative che non impattano sull’estetica dell’immobile (in alcuni casi ne valorizzano il design) e che consentono di produrre energia elettrica in tutti quei casi dove prima era impossibile farlo.

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