Fotovoltaico e architettura: tra design e sostenibilità

Le soluzioni ad alta tecnologia per rendere un immobile “prosumer”, ovvero produttore e utilizzatore della propria energia elettrica, sono sempre più diffuse grazie alla loro convenienza e alla loro sostenibilità. A non essere ancora molto conosciuta è invece la possibilità di integrare esteticamente gli elementi tecnologici degli impianti fotovoltaici nel design architettonico degli edifici.

MT System fotovoltaico tra sostenibilità e design

Dal 2013 esiste infatti il progetto di ricerca “SmartFlex” sviluppato dalla Comunità Europea in partnership con l’Istituto sostenibilità applicata all’ambiente costruito (ISAAC) della SUPSI, che ha il compito di sviluppare componenti fotovoltaici che possano essere personalizzati nella forma e nei colori e che siano integrabili negli edifici come elementi architettonici esteticamente armoniosi.

 

Considerando che 1 pannello solare produce all’anno tra i 300 e i 400 kilowattora di elettricità (e che parte di questa energia può azionare una pompa di calore,risulta chiaro che più è grande la superficie dedicata al fotovoltaico, più il potenziale di guadagno aumenta.

 

Ecco perché negli ultimi anni è stata sviluppata una tecnica che permette di ottenere moduli fotovoltaici applicabili anche sulle superfici verticali, sfruttando così molto più spazio. Tale tecnica prevede la colorazione del modulo tramite stampa digitale di puntini di inchiostro ceramico. In questo modo, a discrezione dell’architetto, si possono generare immagini o motivi decorativi che divengono visibili quando i pannelli vengono montati sulle facciate degli edifici.

 

Attualmente sono disponibili sul mercato anche moduli fotovoltaici composti da celle solari blu o nere inserite tra due strati di vetro, capaci di trasmettere all’interno dell’edificio parte della luce esterna. Si tratta di prodotti che, in alcuni casi, rispondono anche a requisiti edilizi che li rendono intelligenti sostituti di parti architettoniche dell’involucro.

 

Questa attenzione all’estetica non riduce però la funzionalità dei pannelli: bisogna ricordare infatti che la direttiva europea 2010/31 prevede che, a partire dal 2020, si costruiscano solo “edifici dove il consumo di energia sia quasi nullo”. Ciò significa che queste nuove costruzioni devono produrre in autonomia una parte dell’energia di cui necessitano, in linea anche con quanto richiesto dalla Strategia Energetica 2050 della Confederazione.

 

Questo tipo di soluzione architettonica è chiamata BiPV, “Building integrated photovoltaics” (sistemi fotovoltaici integrati nell’edificio).  

 

Numerosi architetti di fama internazionale, come Norman Foster, Zaha Hadid o lo studio norvegese Snøhetta hanno già realizzato progetti straordinari sfruttando queste nuove tecnologie, e anche in Svizzera sono ormai diversi gli architetti che ne utilizzano le potenzialità innovative.

Alcuni esempi già presenti in territorio elvetico sono:

 

  • Il nuovo centro congressi della Scuola politecnica federale di Losanna (EPFL), che ha grandi celle fotovoltaiche translucide integrate nella facciata in vetro.

 

  • L’edificio amministrativo a Flums, che ha una facciata perfettamente liscia grazie a moduli a film sottile che non lasciano intravedere la struttura delle celle fotovoltaiche.

 

  • L’edificio a energia positiva di Romanshorn, insignito con il premio Norman Foster Solar Award 2013 grazie ai suoi moduli monocristallini che ne valorizzano anche l’immagine.

 

Uno dei maggiori vantaggi di questo tipo di “architettura solare” è dato dalla possibilità di sfruttare l’energia fotovoltaica tutto l’anno, anche durante i mesi invernali, ovvero nel momento del maggior bisogno: basti pensare che, nei mesi freddi, con queste soluzioni un edificio può arrivare a rifornirsi autonomamente di elettricità fino al 60%, a tutto vantaggio dell’ambiente ma anche dell’impatto sulla bolletta.

 

Usufruendo infatti delle superfici fortemente inclinate e di quelle verticali si può intercettare al meglio la luce solare bassa tipica dei mesi invernali. Se poi gli impianti sono installati sulle facciate est e ovest, si può ottenere il massimo dell’energia fotovoltaica nelle prime ore del mattino e nelle più tarde ore serali, due momenti fondamentali per le esigenze energetiche quotidiane.

 

I pannelli solari possono essere applicati anche in diversi altri punti chiave, come per esempio:

 

  • I parapetti dei balconi – Da una balaustra di 1 x 5 metri si può ottenere il 25% circa del fabbisogno elettrico di una famiglia.

 

  • Le persiane scorrevoli – Sfruttando questo tipo di persiane si ottiene un duplice effetto, ossia proteggere l’abitazione da luce e calore e, al tempo stesso, produrre energia.

 

  • Tettoie per auto e bici – In questo caso l’elettricità ottenuta dai pannelli può essere anche utilizzata direttamente per alimentare automobili o biciclette elettriche.

Si tratta sempre di soluzioni estremamente flessibili, che lasciano agli architetti ampia libertà creativa, estetica e concettuale. È infatti l’architetto a decidere come utilizzare in modo elegante e coerente le caratteristiche di un sistema fotovoltaico, quali ad esempio la posizione e la dimensione delle celle, le strutture e i colori delle superfici, i fissaggi e i giunti. Del resto, la gamma di vetri fotovoltaici disponibili è ormai davvero ampia, e comprende componenti quali:

 

  • Moduli personalizzati con film EVA o PVG su vetro di sicurezza laminato VSG
  • Grandi pannelli fino a 2,44 x 5,10 metri di diverse forme e tipologie
  • Celle perforate e colorate
  • LED integrati o supporti SSG
  • Opzioni di decoro per serigrafia, film intermedi colorati e selezioni individuali delle tipologie di celle e della distanza tra esse
  • Diversi sistemi di fissaggio o punti di montaggio invisibili
  • Fotovoltaico abbinato direttamente a un collettore termico

 

Inoltre, scegliendo questo tipo di soluzioni, un progettista può dare il proprio contributo a una progettualità urbanistica sostenibile e rispettosa dell’ambiente. È infatti indubbio che, attraverso l’espressione della loro sensibilità estetica e funzionale, gli architetti influenzino in modo evidente non solo le scelte abitative ed estetiche della gente, ma anche la direzione dello sviluppo sociale della collettività.

 

Infine, è importante tenere a mente che, quando un architetto propone a un proprio cliente elementi di “architettura solare”, gli sta offrendo una grande opportunità di risparmio sotto molteplici punti di vista:

 

  • Negli ultimi anni il costo dei moduli fotovoltaici si è dimezzato.
  • Produrre energia “in proprio” abbatte i costi in bolletta (in Svizzera e in particolare nell’assolato Ticino è stato stimato che tramite l’energia solare si potrebbe coprire integralmente il proprio fabbisogno annuo di elettricità).
  • Un edificio sostenibile ha un più alto valore di mercato (secondo uno studio di Ernst&Young, il valore patrimoniale di un immobile dipende in modo diretto dalla sua efficienza energetica).
  • I costi di edificazione diminuiscono in quanto gli elementi fotovoltaici vanno a sostituire altri elementi costruttivi più costosi.
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