Fotovoltaico integrato negli edifici: un’opportunità da sfruttare

Michele Vallerin / 17 Maggio, 2021 / Fotovoltaico

Il fotovoltaico integrato negli edifici è una soluzione di cui si parla già da diverso tempo, ma che potrebbe diventare strategica da qui ai prossimi anni

Il fotovoltaico integrato negli edifici è una soluzione di cui si parla già da diverso tempo, ma che potrebbe diventare strategica da qui ai prossimi anni, per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità ed evitare di gravare ulteriormente sull’urbanizzazione e sul consumo di suolo.

Con tecnologie sempre più efficienti, il fotovoltaico rappresenta una delle fonti rinnovabili principali per la transizione energetica italiana, necessaria a traghettarci verso l’obiettivo delle emissioni zero entro il 2050. E, come spiegato dagli esperti Massimo Mazzer (Cnr-Imem) e David Moser (Eurac Research) in un recente articolo su Nature, è soprattutto grazie alla possibilità di integrarlo nelle infrastrutture e negli edifici (a qualsiasi scala) che il fotovoltaico può diventare più competitivo rispetto ad altre rinnovabili, come l’eolico e l’idroelettrico).

Vediamo, in questo articolo, di cosa si tratta, quali sono i vantaggi e le opportunità di questa soluzione.

Fotovoltaico integrato negli edifici: di cosa si tratta

Il fotovoltaico integrato negli edifici è una soluzione tenuta sempre più in considerazione per le nuove costruzioni (sui tetti o sulle facciate). Sia per i vantaggi legati alla produzione di energia dal sole, sia per l’effetto estetico che esse sono in grado di creare.

Impianti di questo tipo possono, però, essere previsti anche a posteriori, su edifici già esistenti, oppure essere installati per realizzare strutture d’ombra (quali pensiline, tettoie, serre agricole, ecc). Ciò che caratterizza questo sistema è il fatto di produrre energia ed essere, al tempo stesso, parte integrante della struttura dell’edificio: i pannelli hanno, quindi, anche una funzione di copertura e/o di protezione, proprio come se fossero una porzione di tetto o di facciata.

A seconda dei contesti e delle esigenze, perciò, possono essere montati tradizionali pannelli fotovoltaici opachi, oppure trasparenti o semitrasparenti, per far filtrare la luce solare.

Come indica il termine stesso, si “integrano” perfettamente nella struttura, e possono essere indicati per diversi motivi: non solo, ad esempio, per edifici moderni e di design (con grandi vetrate) ma anche per ville o strutture d’epoca che prevedono particolari vincoli paesaggistici. Il fotovoltaico integrato sul tetto, infatti, risulta in questo modo quasi “invisibile”.

Vantaggi e opportunità del fotovoltaico integrato

Per conformarsi agli obiettivi del Green Deal europeo, il Piano Integrato Energia e Clima italiano (PNIEC) ha preventivato che almeno 100 TWh/a di energia elettrica dovrebbero provenire dal fotovoltaico nel 2030, ovvero 4 volte in più rispetto alla situazione del 2020.

Come riporta l’articolo di Nature, in termini di installazioni solari a terra (con moduli al 22% di efficienza) vorrebbe dire occupare circa il 5% del suolo “consumato” italiano. E, tenendo conto che il 40% è impiegato per le strade e il 30% per gli edifici, è chiaro come l’integrazione con le strutture già esistenti possa essere un’ottima soluzione di energia verde a ridotto impatto sull’ambiente.

Considerando, infatti, che il potenziale di produzione energetica derivante da impianti sui tetti degli edifici italiani è stimato in circa 120 GWp (avendo come riferimento un’efficienza dei moduli al 15%):

  • l’attuale tecnologia al 22% di efficienza produrrebbe 200 TWh di elettricità all’anno (ovvero due volte l’obiettivo nazionale per il 2030 sopra citato);
  • con futuri moduli di efficienza al 30% si arriverebbe a 275 TWh/a.

In aggiunta, anche le facciate di edifici residenziali, integrate con 160 km2 di impianti fotovoltaici, potrebbero contribuire alla generazione di 15-25 TWh/a di elettricità (in base alla tecnologia fotovoltaica usata).

Creare sinergie, per il fotovoltaico integrato e non solo

Per sfruttare e attuare il fotovoltaico integrato nelle infrastrutture (IIPV) la sinergia tra fotovoltaico, industrie, settore edilizio e dei servizi diventa dunque fondamentale.

Un ruolo importante è ricoperto, però, anche dalla ricerca nel campo IIPV, che secondo gli esperti Mazzer e Moser dovrà riguardare:

  • progettazione integrata, per combinare al meglio i diversi aspetti legati a design, efficienza, estetica, affidabilità a lungo termine, riduzione dei costi, rispetto delle leggi e semplicità di installazione;
  • nuovi materiali e tecnologie, con un impegno multidisciplinare per lo sviluppo di celle tandem ad alta efficienza, oltre il 30%;
  • produzione di moduli specifici per infrastrutture ed edifici, dato che ad oggi si trova ancora allo stadio pre-industriale.

Oltre a ciò, gli autori citano come strategiche anche le operazioni di repowering e revamping degli impianti esistenti, che potrebbero portare a un aumento:

  • di circa il 20-40% della resa energetica grazie a sistemi di inseguimento solare;
  • del 50% della potenza sviluppata dagli impianti installati tra il 2010 e il 2015, sostituendo i vecchi moduli con quelli nuovi da oltre il 22% di efficienza.

Non bisogna dimenticare, infine, che un’altra soluzione per ottimizzare la produzione di energia e, al tempo stesso, sfruttare il suolo in modo intelligente può essere rappresentata anche dall’agro-fotovoltaico. Diversi studi hanno dimostrato che, dalla sinergia tra solare e agricoltura, è possibile avere energia pulita e migliorare anche le condizioni per la crescita di alcune tipologie di raccolto. Per approfondire i benefici, leggi qui l’articolo dedicato.

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