Analisi delle problematiche elettrotermiche e tecnologiche nella progettazione efficiente di impianti fotovoltaici

L'integrazione architettonica di sistemi fotovoltaici (Building Integration Photovoltaics BIPV) ha recentemente assunto il ruolo di disciplina autonoma riconosciuta anche dall'International Energy Agency (IEA) e sostenuta da 14 Paesi tra cui anche l'Italia. La ricerca di soluzioni innovative finalizzate all'integrazione e l'armonizzazione architettonica dei sistemi fotovoltaici nell'ambiente costruito nasce dalla necessità di rendere gli edifici più efficienti dal punto di vista energetico e di ridurre le emissioni inquinanti nell'atmosfera, riducendo fortemente l'inquinamento atmosferico dovuto al patrimonio edilizio.
Tali soluzioni permettono di coprire in parte o totalmente il fabbisogno energetico di un edificio, soprattutto nei mesi estivi quando la sostituzione di parte dell'involucro con sistemi fotovoltaici garantisce un apporto energetico consistente.
Tutto questo però senza dimenticare l'aspetto estetico. Infatti il sistema fotovoltaico pur rappresentando un dispositivo attivo che produce energia viene sfruttato anche come rivestimento per l'involucro edilizio, risparmiando dunque sui costi dei materiali da costruzione. Le celle rappresentano un materiale da costruzione inedito con cui i progettisti possono giocare in modo da esaltarne le peculiarità estetiche.
Il compito del progettista è quello di trovare la soluzione che produca il massimo rendimento dell'impianto con un aspetto esteticamente valido mediante un accurato esame preliminare delle condizioni locali in cui si opera e degli esiti formali che si vogliono ottenere.
In molti casi l'integrazione di sistemi fotovoltaici su edifici pubblici che ospitano attività formative e culturali, come scuole, o aziende, rappresenta un modo per comunicare un messaggio di coscienza ecologica e modernità tecnologica e quindi può servire a sensibilizzare verso i problemi di sostenibilità dell'ambiente costruito.
Un intervento di integrazione architettonica consiste nel realizzare sistemi fotovoltaici inseriti nell'involucro di un edificio in modo da diventare parte integrante dell'edificio stesso.
I diversi tipi di integrazione possono essere suddivisi in tre grandi categorie:
- integrazione retrofit
- integrazione strutturale
- integrazione su elementi di arredo urbano.
Si parla di integrazione retrofit quando il sistema fotovoltaico viene montato su telai fissati alla struttura di un edificio già esistente, ottenendo un impatto visivo discreto.
L'integrazione strutturale si ha quando il sistema fotovoltaico diventa parte integrante della struttura dell'edificio andando a sostituire parzialmente o totalmente la copertura.
Ovviamente in questo caso l'integrazione deve essere prevista in fase progettuale in modo da ottimizzare i costi ma soprattutto per riuscire a conciliare sia gli aspetti impiantistici che estetici del progetto.
Infine si parla di integrazione su elementi di arredo urbano quando i moduli sono integrati a strutture accessorie dell'arredo urbano quali lampioni, pensiline, percorsi pedonali coperti, barriere autostradali, ecc.