Fotovoltaico in copertura: energia solare e integrazione architettonica

Il solare fotovoltaico, grazie allo sviluppo della tecnologia, oltre alla produzione energia pulita, diventa un vero e proprio elemento di progettazione. Le coperture fotovoltaiche sono solo uno degli esempi di come sia possibile integrare gli impianti con l’architettura.

A cura di: Arch. Gaia Mussi

Indice degli argomenti:

Sostenibilità, energia rinnovabile, riduzione dell’impatto ambientale, sono tutti argomenti che alimentano il dibattito contemporaneo in ogni settore, incluso quello delle costruzioni. Lo sviluppo della tecnologia oggi permette di realizzare soluzioni abitative che coniugano l’aspetto ambientale con quello di comfort e innovazione. C’è una maggior sensibilità a queste tematiche sia nei progettisti, che nei costruttori e, soprattutto, nei committenti.

Il tema dell’energia rinnovabile non è nuovo, ma sono sempre di più gli esempi e gli sforzi per integrare i sistemi di produzione di energia verde con l’oggetto edilizio. Progettazione architettonica e impiantistica, vanno di pari passo e si devono sviluppare in modo coordinato e integrato.

Il fotovoltaico integrato: energia pulita per gli edifici

Che si tratti di un edificio residenziale, piuttosto che di un complesso di uffici, il fotovoltaico è una delle soluzioni più diffuse per l’autoproduzione di energia rinnovabile. Inoltre, la tecnologia è abbastanza matura da permettere un’integrazione sempre maggiore dei moduli nel progetto architettonico dell’edificio, garantendo benefici energetici senza compromettere l’estetica dell’edificio.

Tegola Canadese, copertura fotovoltaica

Integrare il fotovoltaico, così come si può fare con il solare termico, significa sostituire alcuni degli elementi costruttivi tradizionali, dando all’edificio un nuovo aspetto ma, soprattutto, inserendo una nuova funzione: quella della produzione di energia. I moduli prendono il posto dei soliti materiali e rinnovano l’edificio. Le possibilità di integrazione del fotovoltaico sono molte, tra queste un esempio sempre più diffuso sono le coperture fotovoltaiche.

Cosa sono le coperture fotovoltaiche

Le coperture fotovoltaiche sono dei sistemi fotovoltaici che sostituiscono i sistemi di copertura tradizionali, svolgendo al tempo stesso sia la funzione di “tetto”, che di fonte energetica.

Esistono diverse tipologie di coperture fotovoltaiche, a seconda della dimensione e della funzione a cui rispondono. Parlando di arredo urbano e da giardino, si possono citare le pensiline, le pergole, le tettoie e i gazebi fotovoltaici. Si utilizzano per coprire posti auto, parcheggi per le biciclette, aree di sosta, punti di attesa dei mezzi pubblici, ecc…

Integrazione del sistema solare fotovoltaico nella copertura di una pensilina

Tutte queste soluzioni sono accomunate da dimensioni contenute, dal fatto che coprono un’area, che rimane uno spazio aperto, e dalla totale integrazione della tecnologia fotovoltaica.

Nel caso di vere e proprie coperture solari, oltre ad uno strato fotovoltaico superficiale, si installano anche gli elementi tradizionali di un tetto, come una struttura di copertura, uno strato isolante, l’impermeabilizzazione e così via. Anche in questo caso, ci sono più soluzioni tra cui scegliere: si possono utilizzate pannelli piani, così come dei coppi fotovoltaici. Nel caso di coperture curve, ad esempio di capannoni o edifici industriali, per garantire l’integrazione del fotovoltaico si opta per il film sottile, che proprio grazie alla sua flessibilità può essere facilmente combinato con elementi in lamiera.

Tegosolar, di Tegola Canadese, è una tegola che impermeabilizza il tetto e produce energia elettrica. Le celle, in silicio amorfo a film sottile, sono autopulenti e non riflettenti, oltre che facili da installare

In caso di sostituzione del rivestimento della copertura, in parte o totalmente, con appositi moduli fotovoltaici, è necessario fare attenzione alle specifiche prestazioni sia energetiche che meccaniche per non compromettere le funzioni della copertura. Dei componenti accessori (come scossaline o guaine) possono garantire, ad esempio, il drenaggio delle acque e l’impermeabilità.

I vantaggi di una copertura fotovoltaica

I vantaggi che offre una copertura fotovoltaica, dipendono dalla sua multifunzionalità. Innanzitutto, non bisogna dimenticare che di fatto rimane una copertura e come tale deve rispettare una serie di requisiti, anche meccanici. Una volta realizzata, però, allo stesso tempo svolge la funzione di coprire e proteggere, proprio come un tetto normale, produrre energia pulita sul posto e migliorare le prestazioni dell’intero edificio. Inoltre, i coppi fotovoltaici garantiscono un altro vantaggio: ovvero la possibilità di introdurre la tecnologia fotovoltaica anche nei centri storici, dove molto spesso gli edifici sono vincolati.

Altre soluzioni di fotovoltaico integrato

Le soluzioni per integrare il fotovoltaico nel progetto architettonico non si limitano alla realizzazione di coperture “solari”. Tra le possibilità ci sono l’inserimento del sistema fotovoltaico negli elementi di schermatura degli edifici, come i frangisole, e la costruzione di serre fotovoltaiche, realizzando dei veri e propri collettori solari attivi.

I moduli fotovoltaici trasparenti Azimut Daylight sono particolarmente adatti per la copertura di serre, pompeiane, tettoie, pensiline

Nel campo dell’arredo urbano, oltre a pensiline e pergole citate in precedenza, è possibile integrare moduli e/o celle fotovoltaiche in altri oggetti, come lampioni o strutture pubblicitarie. Molto spesso, in questi casi, si sceglie una tecnologia stand-alone, ovvero isolata dalla rete, che ha lo scopo di alimentare alcune funzionalità dell’oggetto stesso su cui è installata.

Infine, sempre più diffuse, sono le facciate fotovoltaiche, dove i moduli solari sostituiscono completamente il materiale di finitura dell’involucro verticale.

Possiamo fare una principale distinzione tra elementi trasparenti ed opachi. Si pensi ai grandi edifici vetrati per uffici, dove l’installazione del FV semitrasparente – oltre a migliorare le condizioni di ombreggiamento – sfrutta grandi superfici altrimenti inutilizzate per la produzione di energia pulita. Oppure si realizzano facciate ventilate con l’installazione di appositi pannelli FV opachi esterni alla struttura principale.

Si parla di integrazione quando si riescono ad integrare gli elementi solari nel progetto architettonico, rispettando e valorizzando contemporaneamente sia l’estetica dell’edificio che la funzionalità degli impianti.

Lo studio dell’impianto e delle sue funzionalità deve nascere con il progetto architettonico. Le caratteristiche del FV quali il colore e le dimensioni, divengono veri e propri elementi di progettazione, in sostituzione di altri materiali tradizionali.

Questo tema in Italia è decisamente importante dato l’elevato numero di aree urbane storiche con edifici vincolati e solo un buon progetto di integrazione rende l’impatto visivo quasi inesistente.