L'installazione di un impianto fotovoltaico oggi viene considerata come un'evoluzione dello stile costruttivo accettata dall'ordinamento e dalla sensibilità collettiva. La tecnologia fotovoltaica, infatti, sempre più evoluta, è nata per generare energia rinnovabile e abbattere i consumi e i costi dell'energia e sta prendendo sempre più piede nel nostro paese, incentivata anche dagli aiuti statali.
Il modulo fotovoltaico non è più mero generatore di energia, ma diventa un nuovo componente dell'architettura con una funzione che lo rende parte integrante dell'edificio stesso.
Gli impianti fotovoltaici integrati diventano elementi strutturali che, impiegati in sostituzione di altri materiali o componenti, permettono di ottenere benefici concreti e risparmi di costi non indifferenti.
L'edificio diventa energeticamente attivo e per molti anni la sua facciata o il suo tetto fotovoltaico, produrranno energia elettrica che non solo consentirà un guadagno ricavabile dagli incentivi e dalla vendita di energia o dal risparmio sulle bollette, ma permetterà anche di abbattere le emissioni di CO2 nell'atmosfera.
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La tecnologia fotovoltaica in generale, è certamente quella con maggiori prospettive di sviluppo a medio e lungo termine, in virtù delle sue peculiarità di modularità, affidabilità, scarsa manutenzione e innovazione tecnologica; ma anche quella integrata architettonicamente negli immobili e con caratteristiche innovative in particolare, sta iniziando a diffondersi gradualmente sul nostro territorio, grazie anche alle capacità di ridurre l'inquinamento energetico e di garantire un notevole risparmio sul conto energia, senza inficiare, tra l'altro, l'estetica dell'edificio.
Il modulo fotovoltaico integrato
Cos'è un modulo fotovoltaico: costituisce il componente principale dell'impianto fotovoltaico; le prestazioni dei moduli fotovoltaici sono suscettibili di variazioni, anche sostanziose, in base al rendimento dei materiali, alla tolleranza di fabbricazione (percentuale rispetto ai valori di targa), all'irraggiamento a cui le sue celle sono esposte, all'angolazione con cui questa giunge rispetto alla sua superficie, alla temperatura di esercizio dei materiali e alla composizione dello spettro di luce.
Il diffondersi della tecnologia solare fotovoltaica ha fatto sì che oltre l'80% di queste realizzazioni rientrasse a far parte di ristrutturazioni o di opere di recupero di edifici esistenti, intervenendo nella fase di manutenzione straordinaria principalmente con la sostituzione delle tegole tradizionali, oppure appoggiando i moduli fotovoltaici paralleli alla copertura.
Tale tipologia di realizzazione è particolarmente diffusa oramai, anche nei centri storici non soggetti a vincoli.
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Tuttavia, il risultato di queste realizzazioni in ambito urbano è piuttosto degradante dal punto di vista estetico: gli installatori adattano i componenti fotovoltaici (magari originariamente prodotti per essere installati a terra) alle caratteristiche degli edifici, con inevitabili alterazioni delle linee architettoniche e superfetazioni sui solai di copertura.
L'integrazione, specie con caratteristiche innovative, presenta indubbiamente delle difficoltà dal punto di vista progettuale e spesso prevede dei costi maggiori rispetto a quelli di un impianto fotovoltaico tradizionale, ma a fronte di ciò, si avranno certamente dei benefici tangibili e di minore impatto dal punto di vista architettonico.
L'integrazione di questi sistemi, rappresenta quindi una novità importante per la pianificazione energetica dello stesso immobile in quanto possono sostituirsi ai materiali di rivestimento di tetti, coperture, facciate mantenendo la stessa inclinazione e funzionalità architettonica; in alcuni casi possono sostituirsi alla parte trasparente o semitrasparente di facciate e lucernari, garantendo l'illuminamento degli ambienti interni o ai pannelli fonoassorbenti delle barriere acustiche, alle coperture di pensiline o addirittura ai vetri delle finestre.
Gli impianti fotovoltaici dovranno utilizzare moduli e componenti sviluppati specificatamente per integrarsi e sostituire elementi architettonici di edifici quali:
- coperture (Fig. 1);
- superfici opache verticali (Fig. 2);
- superfici trasparenti o semitrasparenti;
- superfici apribili e assimilabili quali porte, finestre e vetrine anche se non apribili, comprensive degli infissi.
I moduli, inoltre, dovranno essere installati secondo le seguenti modalità:
- devono sostituire componenti architettonici degli edifici;
- devono comunque svolgere una funzione di rivestimento di parti dell'edificio, altrimenti svolta da componenti edilizi non finalizzati alla produzione di energia elettrica;
- da un punto di vista estetico, il sistema fotovoltaico deve comunque inserirsi armoniosamente nel disegno architettonico dell'edificio.
Ma quali sono i componenti architettonici di un involucro edilizio: sono quegli elementi non fotovoltaici, di tipo convenzionale, che fanno parte integrante e caratterizzano l'involucro esterno dell'edificio, la cui rimozione, anche parziale, comprometterebbe la funzionalità dell'involucro (vetrate, lucernai, abbaini, cornicioni, marcapiani, ecc.).
Per completa integrazione architettonica del fotovoltaico si intende, quindi, l'impiego di moduli fotovoltaici e delle relative tecnologie di installazione, in maniera tale che questi si inseriscano completamente nell'organismo edilizio, svolgendo, oltre a quelle strettamente energetiche, anche alcune o tutte le funzioni riferibili ad elementi e subsistemi d'involucro convenzionali. In particolare, la superficie fotovoltaica deve:
- garantire la tenuta all'acqua e la conseguente impermeabilizzazione della struttura edilizia;
- garantire una tenuta meccanica comparabile con quella dell'elemento edilizio sostituito;
- non compromettere la resistenza termica dell'involucro durante il periodo invernale, né aumentarne il carico termico estivo;
- garantire l'illuminamento degli ambienti interni in caso sostituiscano la parte trasparente o semi trasparente di facciate o lucernari;
- non alterino le prestazioni di isolamento acustico in caso sostituiscano parte dei pannelli fonoassorbenti delle barriere acustiche,
La completa integrazione architettonica del fotovoltaico è tale se non si verificano evidenti contrasti in termini di forma, colori e proporzioni tra le parti fotovoltaiche e le parti convenzionali dell'involucro interessato; in definitiva, l'impianto fotovoltaico non deve in alcun modo risultare "aggiunto" all'edificio su cui sorge ma pienamente "contestualizzato" rispetto ad esso.
Non si devono inoltre verificare interferenze significative, in termini di ostruzione alla radiazione solare, tra volumi, sporgenze e dotazioni aggiuntive dell'edificio (come ad esempio camini e antenne) e i moduli fotovoltaici.
