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Impianti fotovoltaici integrati e architettura: un connubio "intelligente"

Scopriamo i benefici energetici e funzionali delle facciate e delle coperture fotovoltaiche integrate

A cura di: Fabiana Valentini

 

Oggi il ruolo dell’architetto non è solo quello di progettare la costruzione di un edificio pubblico oppure privato, ma anche di pianificare visivamente lo spazio da costruire. Per fare questo gli architetti devono conciliare la creatività con la funzionalità, la progettualità con le crescenti richieste di efficienza in termini energetici. Per questo attualmente si parla sempre più spesso dell’importanza degli impianti fotovoltaici integrati, un connubio perfetto tra design e ricerca della funzionalità.

 

L’integrazione degli impianti fotovoltaici, che sia di facciate o di coperture fotovoltaiche, ha permesso infatti che le esigenze dell’architettura trovassero un terreno comune: grazie alla tecnologia del fotovoltaico è possibile produrre energia rinnovabile, riuscendo così a rispettare l’ambiente e a risparmiare evitando eccessivi consumi energetici.

 

Gli impianti fotovoltaici sono il futuro dell’edilizia intelligente: tutte le nuove costruzioni dovranno essere dotate di questa tipologia di strutture e per far questo occorre saper sfruttare in maniera saggia lo spazio disponibile. Ma perché scegliere di utilizzare le facciate solari integrate? Perché posizionandole sulla facciata è possibile sfruttare al massimo l’energia solare, servendosi dell’irraggiamento proveniente da est e non solo quello proveniente da sud di cui beneficia il tetto.

 

Le soluzioni proposte da General Membrane offrono una copertura fotovoltaica impermeabilizzata.

 

Il fotovoltaico è diventato un’affascinante banco di prova per gli architetti della nostra generazione che cercano di sviluppare delle soluzioni che siano al tempo stesso di estrema funzionalità e che si integrino bene con l’ambiente circostante senza creare barriere od ostacoli, in sostanza per creare un impatto visivo che sia nullo.

 

Scopriamo ora in maniera approfondita come tecnologia e design possano lavorare insieme per creare edifici “intelligenti”. 

Il fotovoltaico architettonicamente integrato

Prima di inoltrarci e parlare approfonditamente delle facciate solari integrate, occorre puntualizzare alcuni aspetti sugli impianti fotovoltaici architettonicamente integrati.

Con questa definizione si intendono delle tecnologie progettate per essere direttamente parte integrante dell’edificio progettato. Questa tipologia di approccio progettuale nasce negli anni 70 per finalità estetiche. Nel corso degli anni questa tecnologia si è sempre di più evoluta fino agli anni 90, momento di svolta per gli impianti fotovoltaici integrati.

Da questo momento in poi tale tecnologia viene standardizzata e inizia a prendere piede maggiormente nella progettazione degli edifici, creando delle soluzioni gradevoli architettonicamente.

 

 Una facciata fotovoltaica: qui design essenziale e risparmio energetico si incontrano

 

I moduli dei pannelli solari che rivestono ad esempio le facciate vengono inseriti in sostituzione delle superfici, in modo tale da integrarsi e sostituire totalmente con la struttura. Oltre a finalità estetiche questa integrazione ha anche importanti riscontri sul piano della funzionalità.

 

Integrando i sistemi fotovoltaici il risultato è ottimale perché non si tratta solamente di integrare un materiale che possa portare a sfruttare l’energia solare, ma è altresì utile per impermeabilizzare l’edificio e per far sostenere il peso della neve. Ma le sue funzionalità non si fermano qui: con l’integrazione è possibile consentire all’aria umida di evacuare.

 

 Greenpix a Beijing, struttura integrata che sfrutta l’irraggiamento solare 

 

Il fotovoltaico può essere parzialmente integrato dal momento in cui i pannelli sono solamente installati sopra i materiali di copertura e non li sostituiscono come nel caso raccontato in precedenza.

 

Gli architetti hanno raccolto la “sfida” degli impianti fotovoltaici, creando dei progetti interessanti che prevedono ad esempio la realizzazione di facciate continue, un modo per sfruttare al massimo l’esposizione solare e per rendere il design accattivante e futuristico. 

Le facciate fotovoltaiche integrate

Il fotovoltaico sta cambiando le regole del gioco dell’architettura. La Comunità Europea sta sempre più sviluppando dei piani di sostenibilità ambientale, in cui l’edilizia entra in gran parte come protagonista attiva del cambiamento. In questo scenario diventa inevitabile sviluppare delle nuove soluzioni progettuali, studiando e integrando le nuove tecnologie fotovoltaiche.

 

Ed è proprio in questa direzione che si sta muovendo l’architettura moderna: le pareti dell’edificio diventano delle facciate fotovoltaiche, o meglio, sono le facciate fotovoltaiche a prendere il posto delle pareti diventando uno dei principali produttori di elettricità della casa.

 

 La scuola politecnica di Losanna: il primo edificio al mondo con i pannelli fotovoltaici colorati

 

L’approccio progettuale sta cambiando strada: gli architetti cercano sempre di più di fondere tra loro i principi di estetica di ecologia. Sono sempre di più i grandi architetti che stanno utilizzando le facciate fotovoltaiche integrate per realizzare opere di grande valore artistico: parliamo ad esempio del centro congressi della scuola politecnica di Losanna oppure dell’opera norvegese di Oslo. 

Funzionalità delle facciate fotovoltaiche integrate

Perché questa soluzione risulta essere così interessante in termini di risparmio energetico? Le facciate fotovoltaiche integrate sono la soluzione ottimale per garantire la produzione di energia pulita: tale soluzione, come suggerisce la definizione stessa, sfrutta le pareti esterne dell’edificio “sostituendole”.

 

Le facciate fotovoltaiche integrate sfruttando le radiazioni solari provenienti da est e da ovest, differentemente delle soluzioni posizionate sul tetto, riescono a servirsi dei raggi solari provenienti da altre direzioni. Anche se la loro inclinazione non risulta essere perfettamente ottimale, le facciate sfruttano bene i raggi solari grazie alle ampie estensioni.

 

Uffici “rivestiti” con pannelli fotovoltaici integrati con la costruzione

 

L’altro grande pregio di questa soluzione è quello di fornire energia e di fungere da parete isolante esterna. Infine risulta interessante sottolineare che le facciate fotovoltaiche integrate possono anche creare delle piacevoli soluzioni di ombreggiamento degli ambienti, basti pensare ai grandi edifici rivestiti di pareti fotovoltaiche opache.

Coperture fotovoltaiche integrate

Per quanto riguarda le coperture fotovoltaiche integrate parliamo di un altro sistema di produzione dell’energia da fonti alternative sfruttando però il tetto dell’edificio.

 

In questo caso si vanno a inserire sul tetto dell’edificio delle tegole fotovoltaiche in alternativa ai tradizionali pannelli in modo da creare un design di particolare pregio e di impatto estetico praticamente nullo.

 

 

Le tegole fotovoltaiche Tegosolar di Tegola Canadese, flessibili e leggere

 

Le coperture fotovoltaiche realizzate con le tegole sono una soluzione interessante da tenere presente nel caso in cui si desideri inserire dei pannelli nella propria abitazione: si tratta di un prodotto facile da installare e da sostituire.

 

Esistono diversi tipi di tegole fotovoltaiche, ed esse vengono scelte in base all’edificio e alla conformazione del tetto. Ad esempio possono essere impiegate delle tegole trasparenti ossia costruite con sali organici che presentano una striscia di materiale fotovoltaico, oppure le più “tradizionali” come le tegole marsigliesi la cui parte centrale presenta un piccolo pannello fotovoltaico.

 

 Esempio di tetto rivestito con tegole fotovoltaiche

 

Sono realizzate in cotto le tegole fotovoltaiche portoghesi, così definite perché ricordano la tipologia omonima di tegole, e presentano anche esse il materiale fotovoltaico sulla sommità piana. Infine possiamo citare i coppi fotovoltaici dove il materiale fotovoltaico viene “modellato” per fargli assumere la forma di coppo e fare in modo che la tegola si integri bene con l’edificio. 

Caratteristiche delle coperture fotovoltaiche integrate

I pregi che presentano le coperture realizzate con tegole fotovoltaiche sono numerosi, basti pensare che la loro funzione non termina “solamente” con lo sfruttamento dell’energia solare, ma rendono impermeabile l’edificio e in generale lo proteggono dagli agenti atmosferici. Inoltre consentono all’edificio di acquisire un buon isolamento termico e un buon isolamento acustico.

Tra le caratteristiche negative va citata la difficoltà di ventilazione delle celle fotovoltaiche disposte sulle tegole e il problema legato all’ombreggiamento. 

 

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