“Modificazione, per lo più in meglio, dello stato di cose esistente”. Questa la definizione data dal dizionario d’Italiano Sabatino Coletti alla parola “innovazione”.
Secondo il dizionario Treccani, alla stessa parola viene dato invece questa interpretazione: “In senso concreto, ogni novità, mutamento, trasformazione che modifichi radicalmente o provochi comunque un efficace svecchiamento in un ordinamento politico o sociale, in un metodo di produzione, in una tecnica.”
E’ interessante scoprire come in un paese possibilista come l’Italia, in cui persino la legge è sempre oggetto d’interpretazione, anche i dizionari della lingua Italiana sembrino prendere le loro precauzioni, o addirittura sembrino voler auspicare che, nella maggioranza dei casi, l’atto d’innovare apporti realmente risultati concreti di miglioramento.
Prendendo spunto da questa potenzialità lo Speciale di Qualenergia.it vuole offrire un’analisi, principalmente di taglio architettonico, sullo stato di fatto dell’innovazione nel panorama dei prodotti fotovoltaici disponibili sul mercato dell’edilizia.
Successivamente, vorremmo avvicinarci alla questione dell’efficacia o meno degli incentivi specifici per l’innovazione industriale nel settore del fotovoltaico integrato all’architettura, come riconosciuti dal quarto e quinto conto energia del GSE, provando infine a tracciare possibili scenari futuri per il continuo sviluppo del fotovoltaico.
È importante ricordare che malgrado in Europa l’Italia sia seconda solo alla Germania per produzione manifatturiera, l’innovazione in generale rappresenta purtroppo, solo l’1,7% del nostro PIL.
2. L’INNOVAZIONE IN ARCHITETTURA: FORMA E TECNOLOGIA
Da sempre l’evoluzione storica dell’architettura è figlia dell’innovazione; se non ci fossero state sperimentazioni e scoperte sia dal punto di vista del linguaggio morfologico che dal punto di vista tecnologico, vivremmo forse ancora in dimore poco confortevoli.
Lo sviluppo della creatività formale dell’architettura è sempre andato di pari passo con lo sviluppo tecnologico costruttivo. Non sarebbe esistita a Firenze la cupola di Santa Maria del Fiore di Filippo Brunelleschi (immagine a destra) se lui non avesse ideato il metodo di costruzione della doppia volta autoportante con mattoni posti a spina di pesce e quindi autobloccanti.
Senza questa innovazione costruttiva non sarebbe mai stato possibile realizzare il monumento che rappresenta la quintessenza dell’evoluzione architettonica dell’umanesimo, il trapasso dalla forma Gotica alla Rinascimentale. Non sarebbero esistiti a Parigi la torre Eiffel né a Londra il Crystal Palace (vedi immagine), se nel processo di costruzione degli edifici non fosse emerso il concetto di “fabbricazione”, con il ruolo e la competenza dell’industria del ferro, con le proprie innovazioni e capacità tecnologiche.
Non ci sarebbe stato, quindi, sviluppo morfologico dell’architettura se la tecnologia non avesse sostenuto la libertà espressiva degli architetti e degli ingegneri nel dare forma ai loro progetti (foto a sinistra, Frank ‘O Ghery, Banco DZ Berlino).
Possiamo pertanto sostenere che l’innovazione è la linfa vitale dello sviluppo del mercato edilizio e solo grazie a questa, in futuro saremo in grado di continuare ad ampliare e sviluppare gli ambiti e le tipologie di applicazione.
In questo specifico significato e contesto di sviluppo possiamo far ricadere il fotovoltaico, perché nella sua evoluzione tecnologica, da materiale per la sola produzione di energia, è divenuto un materiale costruttivo, capace di adattarsi all’involucro degli edifici migliorandone la performance energetica.
3. L’INNOVAZIONE NELLA TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA
Il fotovoltaico come materiale da costruzione potrebbe essere considerato un componente costruttivo ibrido, poiché da una parte deve assolvere il ruolo di componente energetico degli impianti dell’edificio, dall’altro deve assolvere la funzione di materiale di rivestimento e, volendo, anche di elemento espressivo dell’architettura. Ci sembra utile sottolineare che, almeno negli ultimi 15 anni, l’utilizzo del fotovoltaico nell’architettura sembra identificare, o meglio ancora distinguere l’architettura sostenibile da quella convenzionale (nella foto a destra, Scuola di Agraria in Francia).
Ma è proprio sull’equilibrio fra questa doppia valenza funzionale del fotovoltaico integrato (tecnologica e forma), che vorremo provare ad analizzare gli ambiti di sviluppo innescati dagli incentivi offerti a sostegno di questa tecnologia dal Quarto e Quinto Conto Energia del GSE.
Gli incentivi per l’innovazione
Circa tre anni fa, il GSE, insieme alla PAABAC la Direzione Generale del Ministero dei Beni e delle Attività Culturali per il Paesaggio Belle Arti Architettura e Arti Contemporanee con il premio “Tecnologie solari e qualità del progetto: l’integrazione del fotovoltaico in architettura”, tentò di tirare le somme sui risultati scaturiti a completamento del Terzo Conto Energia. Gli edifici premiati evidenziarono che la qualità doveva essere ricercata proprio nell’equilibrio fra il corretto uso della tecnologia e la gradevolezza dell’inserimento, anche grazie all’innovazione formale introdotta (nella foto il progetto vincitore del premio).
Questo premio anticipava, infatti, quello che sarebbe dovuta essere la direzione da far intraprendere all’industria del fotovoltaico. Ma pilotare un’industria non è cosa facile e tanto meno interpretare e attuare dei decreti legge.
Criticità
La prima criticità sui risultati che oggi vediamo negli edifici realizzati grazie al Quarto e Quinto Conto Energia, sembra scaturire da un’interpretazione strettamente tecnologica data al concetto di innovazione del D.M. del 6 Agosto 2010.
Il decreto, infatti, focalizzava principalmente l’attenzione sul componente, ossia su quel “sistema fotovoltaico” o pacchetto tecnologico che doveva assolvere più funzioni: proteggere dagli agenti atmosferici e contribuire a migliorare l’efficienza termica ed elettrica dell’edificio. Le ricadute in termini di potenzialità o qualità formali ed espressive delle soluzioni che potevano scaturire da questi prodotti però non sono state considerate.
È verissimo che queste sono caratteristiche oggettivamente, e difficilmente quantificabili, ma è pur vero che sono fondamentali alla tutela del nostro patrimonio edilizio e al sostegno della generale qualità delle realizzazioni.
Qual è stato quindi il risultato immediatamente ottenuto? Il ripetersi di un catalogo tipologico di prodotti fotovoltaici rivisitati in vario modo, ma con poche modifiche sostanziali nell’estetica del prodotto, e quindi, con debole ricaduta sulla qualità complessiva dell’integrazione architettonica e degli spunti formali.
Chi ne ha risentito è quindi il mercato dell’edilizia di qualità, perché nella maggioranza dei casi, continuando ad utilizzare prodotti fotovoltaici studiati ad hoc per le specifiche soluzioni, si sono spesso adottati prodotti privi delle certificazioni inserite nel fitto elenco previsto per l’ammissione agli incentivi. Una delle criticità risiede quindi nel fatto che l’architettura più complessa, e forse più meritevole di sostegno economico, proprio perché è quella che richiede maggiori investimenti per la ricerca e la sperimentazione attuata, in questo contesto non riesce a beneficiare di incentivi per l’innovazione.
Sarà quindi importante per il futuro, provare a vigilare e, oltre a premiare la qualità, provare anche a premiare l’innovazione estetica del prodotto standard.
Ricadute positive
Quali invece le ricadute positive di questi criteri interpretativi, sebbene così ristrettivi, sul concetto di innovazione?
Sicuramente molte, proviamo infatti ad elencare sinteticamente quelle che ci sembrano le più importanti.
- La prima, è la sinergia sorta tra industrie di componenti edilizi diversi che, per accedere agli incentivi, hanno inglobato i loro know-how per la produzione di un unico componente. Chi per esempio produceva solo coibentazioni termiche o impermeabili ha iniziato a collaborare con l’industria del fotovoltaico per assemblare un nuovo prodotto incentivato. Questo processo ha realmente ampliato la scelta dei prodotti disponibili sul mercato delle costruzioni, allargando i canali di distribuzione e di promozione della tecnologia.
- La seconda, è l’abbattimento dei costi dei componenti fotovoltaici scaturita dalla competitività innescata fra i produttori. Grazie agli incentivi, ma anche all’ingresso di prodotti provenienti dal mercato extra europeo, negli ultimi 5 anni il prezzo del kWh di energia prodotta dal fotovoltaico si è ridotto in media di un buon 35%, sia per il costo di piccoli impianti domestici che per quelli di grandi dimensioni. Secondo i dati rilevati dal GSE il costo medio per un impianto domestico di 3 kW oscilla fra i 7-8.000 euro, consentendo un ritorno dell’investimento in 8-9 anni. Il prezzo di 1 kWp nei grandi impianti è sceso anche a 1.500 euro.
- La terza, è l’abbattimento dei costi di installazione, perché con la posa in opera di un unico strato viene montata la coibentazione e l’impianto elettrico.
- La quarta, l’innalzamento della qualità delle installazioni, perché l’ampia disponibilità sul mercato di componenti fotovoltaici/termici o fotovoltaici/impermeabilizzanti anche a costi competitivi, semplificando il sistema di posa in opera, ha evitato quei bizzarri collage tecnici improvvisati da molti installatori e comuni a diversi impianti di fotovoltaico in retrofit visti nelle precedenti applicazioni.
- La quinta, è l’ampliamento del numero di distributori e installatori di questi prodotti fotovoltaici, con il conseguente aumento dei posti di lavori di personale specializzato.
- La sesta, è l’incremento di grandi impianti fotovoltaici in copertura, invece che posati a terra. Una crescita che ha interessato soprattutto gli involucri di fabbricati industriali delle periferie urbane.
- La settima, è il forte contributo dato alla disseminazione di una maggiore cultura del risparmio e dell’efficienza energetica negli edifici attraverso il sostegno alle energie rinnovabili.
È giusto dare merito agli incentivi, ma è anche importante sottolineare il favorevole allineamento delle detrazioni fiscali del 55% per il risparmio energetico. Sebbene il fotovoltaico non abbia potuto beneficiare di questa detrazione ne hanno comunque usufruito i rifacimenti della coibentazione, il solare termico, ecc. Il fotovoltaico può oggi comunque rientrare nelle spese di ristrutturazione da portare in detrazione del 50%: opportunità importante per continuare a favorire la tecnologia anche una volta esauriti gli incentivi del quinto conto energia.
Normativi edilizia e contraddizioni interpretative sulle tipologie meritevoli d’incentivo
La lettura e l’interpretazione restrittiva data all’involucro dell’edificio da parte del GSE, ha penalizzato alcune tipologie di intervento sugli edifici e alcuni componenti di facciata e, di conseguenza, alcuni prodotti per l’edilizia potenzialmente molto promettenti. A nostro parere, infatti, le tettoie come le pergole costruite sugli edifici o a ridosso di questi, il prolungamento delle falde di tetto, le tende e i brise-soleil fotovoltaici, perché in grado di contribuire positivamente alla performance energetica dell’edificio e qualvolta all’innovazione formale dell’involucro, sarebbero dovuti rientrare nella categoria degli incentivi per gli edifici.
Ci sembra importante sottolineare, infatti, che la realizzazione di una pergola su un edificio, come l’apposizione di una tenda anche non fotovoltaica, richiede sempre il deposito presso il municipio di competenza di una C.I.A. (Comunicazione di Inizio di Attività). La realizzazione di una tettoia con fotovoltaico integrato o con materiale convenzionale, richiede addirittura il permesso a costruire come quello per la realizzazione di un intero fabbricato, con oneri urbanistici uguali o assimilabili. Pertanto il vigente regolamento edilizio nazionale li considera entrambi elementi afferenti all’involucro del fabbricato. Addirittura la Delibera 48 del Regolamento Edilizio di Roma per il risparmio energetico, quella che consente la realizzazione di serre bioclimatiche sugli edifici, nel calcolo energetico considera valido ed essenziale l’apporto delle tende come elementi ombreggianti.
4. NUOVI PRODOTTI E TENDENZE PER L’IMPLEMENTAZIONE DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI
Nell’ampliato panorama di prodotti fotovoltaici possiamo distinguere alcune tipologie, fra cui i cosiddetti “Moduli non convenzionali” flessibili e rigidi.
Moduli flessibili
Come accennato prima, la maggior parte di questi “prodotto/pacchetto” sono il risultato virtuoso dell’adattamento della tecnologia in film sottile in silicio amorfo della Unisolar a vari tipi di coibentazione. Sistemi in grado di soddisfare soprattutto l’integrazione in grandi coperture sia civili che industriali.
Vedi per esempio i prodotti della General Solar PV. Una membrana sottile, impermeabilizzante, utilissima per applicazioni in coperture di grandi dimensioni sia civile che industriale, per il suo costo contenuto e la facilità di installazione. Leggera e flessibile, adattabile a qualsiasi forma di copertura dotandola di un impianto a silicio amorfo in film sottile a tripla giunzione. La gamma di moduli General SOLAR PV® va da un minimo di 68Wp/cad ad un massimo di 432 Wp/cad. Sono necessari dai 14,5 ai 17 mq di superficie per installare 1 kWp su una copertura.
Le speciali membrane PHOENIX SOLAR® e PHOENIX SOLAR TECH®, APAO –35°C ITC, in doppio strato posato a fiamma in aderenza totale. Il primo strato di PHOENIX SOLAR® viene inoltre fissato meccanicamente a garanzia dell’estrazione dal vento dell’intero pacchetto. PHOENIX SOLAR® APAO -35°C E PHOENIX SOLAR® TECH APAO -35°C sono membrane impermeabilizzanti in bitume modificato con un particolare polimero APAO che conferisce un’eccezionale flessibilità alle basse temperature, un’altissima resistenza ai raggi UV, rendendole insensibili all’invecchiamento, e garantendo la lunga durata del manto impermeabile, come richiesto dal sistema fotovoltaico
La Solardis, società del Gruppo Soprema, unisce le esperienze consolidate del mondo dell’impermeabilizzazione con quelle dei prodotti fotovoltaici integrati in edilizia (BIPV). Specializzata nella ricerca delle soluzioni capaci di coniugare la totale protezione impermeabile con la produzione di energia fotovoltaica, questa società vanta un’ampia gamma di soluzioni tecniche: sistemi di fissaggio non invasivi, manti impermeabilizzanti sintetici e bituminosi studiati ad hoc per il fotovoltaico (vedi scheda tecnica allegata).
I Moduli Sintofoil, con potenze di celle da 128 a 432 W, costituiscono manti impermeabili realizzati con un pacchetto impermeabilizzante idoneo all’uso a cui è destinato, con strato finale in Sintofoil RG 1,8. I moduli fotovoltaici SINTOFOIL PV, costituiti da un supporto in Sintofoil RG accoppiato in stabilimento a laminati fotovoltaici (PVL) a film sottile in silicio amorfo, tripla giunzione flessibile di produzione UNI-SOLAR®.
Moduli rigidi
Fra i moduli rigidi possiamo notare l’interessante sviluppo di sistemi di facile installazione che propongono soluzioni adatte a coprire rapidamente grandi superfici mediante profili ad incastro. Coperture fotovoltaiche resistenti perché montate su supporto in lamina di alluminio a lunghezze variabili, con alta resistenza meccanica e buon grado di affidabilità. Per lo più si tratta di sistemi tipo quelli della Riverclack. Ci sembra interessante segnalare come alla produzione del sistema ELIOS, si affianchi il sistema per tetti verdi, potenzialmente integrabile a quello fotovoltaico, ampliando ancora di più le opportunità di sinergie tecnologiche per il risparmio energetico.
In questo gruppo dei moduli rigidi, fra le soluzioni economicamente vantaggiose per versatilità, qualità e affidabilità del sistema, caratterizzate inoltre da un’ampia gamma di colori delle finiture in alluminio del particolare sistema di aggancio per singola o doppia falda, si distingue il sistema COVERSUN falda unica. Il sistema avendo una struttura di appoggio di 12 cm, permette anche la ventilazione del tetto con vantaggi termici per l’edificio e per l’efficienza dei moduli (vedi scheda tecnica allegata).
Fra le principali industrie Italiane per le coperture grecata in alluminio vediamo la produzione della ONDULIT con il fotovoltaico (vedi scheda tecnica allegata). Ondulit, in collaborazione con lo studio AeV, è stata fra le prime in Italia a cimentarsi nell’integrazione del fotovoltaico con la copertura del Museo dei Bambini di Roma nel 2001, una pietra miliare italiana del BIPV.
Per i pannelli coibentati fotovoltaici fra i principali produttori troviamo la Marcegaglia Energy, seguiti da molti altri produttori, con risultati tecnici e di performance energetiche molto simili, al di là dei dettagli di spessore e incastro fra i vari moduli.
Tegole Fotovoltaiche
Il boom del mercato del fotovoltaico italiano ha visto fra i principali protagonisti i produttori di tegole, elemento caratterizzante i tetti e il paesaggio urbano dei nostri centri storici.
Un prodotto veramente italiano, che ha accettato la sfida non facile del grado di accettazione delle nostre Soprintendenze, introducendo questa variazione tecnica alla versione tipologica standard dei coppi, delle marsigliesi, della tegola canadese, della tegola in ardesia, ecc.
Nella scelta fra la tegola in plastica o quella in laterizio, non c’è dubbio, è solo quest’ultima, quella in grado di soddisfare il naturale invecchiamento del materiale per poterlo armonizzare nel contesto storico. Ovviamente il laterizio alza i costi produttivi, ma aumenta anche il prestigio e il valore complessivo della realizzazione.
Notevole è il risultato qualitativo raggiunto da AREA Industrie Ceramiche per aver unito l’esperienza maturata nella produzione della ceramica Marazzi alla tecnologia fotovoltaica europea.
Ugualmente interessante quello di un’altra famosa industria di cotto italiano, Industrie Cotto Possagno.
Di diverso interesse applicativo, perché in plastica, specie se integrate a tetti in tegole marsigliesi sono le tegole WEGALUX (vedi scheda tecnica allegata). Queste consistono di un modulo con due sole celle fotovoltaiche in silicio policristallino che sviluppa una potenza di 7,8 Wp e che, grazie al suo disegno, evita il problema delle ombre portate.
Per i tetti ardesiati sono invece molto interessanti i risultati ottenuti con le famose celle di Solarcentury. Oppure quelle montate a losanga della Saint Gobin.
Un sistema di tegole, ma che è forse più simile a quello di grandi moduli senza cornice, montati però su un innovativo supporto ceramico di 3 mm di spessore, quindi un prodotto limite fra quello delle tegole e dei moduli rigidi, è il modello RTL-BA di PHOTONICS Power. Un’ottima soluzione per l’integrazione architettonica per l’eleganza del suo disegno e l’estrema facilità di installazione. Adatte per tetti con inclinazione diverse. Nella versione SLABS (ossia lastre), il sistema mostra la sua estrema versatilità anche per soluzioni di facciate ventilate (vedi scheda tecnica allegata).
Lucernai, coperture e facciate oblique trasparenti
Queste tipologie sono certo quelle che hanno consentito le realizzazioni dei casi di integrazione fotovoltaica più spettacolari. Quelle che hanno contribuito al controllo della qualità della luce naturale degli interni e ridotto il surriscaldamento delle volumetrie trasparenti grazie all’ombreggiamento passivo delle stesse celle fotovoltaiche.
Ci piace segnalare il successo delle grandi opere realizzate con l’industria italiana dell’Energy Glass, come il prestigioso esempio della nuova stazione di interscambio treno e metropolitana di Porta Susa a Torino. L’industria ha legato la certificazione al processo di fabbricazione dei moduli, consentendogli di garantire un prodotto con forme e geometrie praticamente illimitate, che hanno offerto grande libertà alla creatività progettuale (vedi foto con dettaglio).
Altra industria che ha allargato la sua presenza in Italia grazie ad altrettante interessantissime applicazioni è la Scheuten Solar. Le realizzazioni si distinguono per la grande affidabilità della componentistica e meccanica tedesca e la raffinatezza dei dettagli, anche in soluzioni non sempre riconosciute all’interno degli incentivi, seppure di straordinario valore sia formale che di riduzione al surriscaldamento estivo degli edifici. Si veda ad esempio il loro brisesoleil, Optisol, sperimentato sulla facciata della Scuola Internazionale di Torino (nella foto sotto).
Non meno importante è la Onyx Solar che ha di recente firmato un accordo di collaborazione con Enel, ed è in grado di collaborare con diversi partner tecnologici per aumentare la versatilità dei loro moduli speciali. La Onyx è in grado di produrre moduli di grandi dimensioni anche fino a 11 m2 (2.500 x 4.500 mm in base alla tecnologia fotovoltaica impiegata). Di notevole importanza sperimentale è la facciata ventilata fotovoltaica della sede Pfizer-University of Granada-Junta de Andalucía Center for Genomic and Oncologic Research (vedi foto).
La Wurth Solar con i moduli GeneCIS costruiti utilizzando la tecnologia CIS (Rame, Indio e Selenio) si distingue per una resa energetica ottimale grazie al comportamento anche alle alte temperature e con irraggiamento debole.
L’industria giapponese Kaneka distribuisce una linea di moduli fotovoltaici molto interessante, con grande grado di trasparenza fino al 10% che apre ad illimitate possibilità realizzative dove è quasi impossibile distinguere la tecnologia dai vetri standard (foto a destra).
Con l’utilizzo di queste tecnologie accostate all’utilizzo di vetri colorati, lo studio AeV Architetti Associati, ha elaborato degli studi di serre bioclimatiche completamente apribili, per concorrere all’efficientamento energetico di spazi museali, commerciali o residenziali (vedi foto sotto, esterno ed interno).
SUPSI e la certificazione dei moduli FV
Il difficile percorso della certificazione dei moduli può avvalersi fra i diversi centri di ricerca anche del SUPSI, un istituto della Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana (SUPSI), la cui specializzazione si sviluppa in tre ambiti principali: il fotovoltaico, l’utilizzo razionale ed efficiente dell’energia nelle costruzioni e la pianificazione energetica in un’ottica di sviluppo sostenibile.
L’istituto è nato dal progetto TIcinoSOlare (TISO) di 30 anni fa, ma nel 2005 é stato creato il Centro svizzero di competenza BiPV, il cui scopo é di combinare le competenze e creare sinergie tra architetti e specialisti nel settore fotovoltaico. La consulenza e la progettazione neutrale, la ricerca applicata e la formazione sono i tre pilastri sui quali si basano le attività del gruppo.
La ricerca scientifica è supportata sia dall’attività sperimentale condotta in laboratorio con test ad hoc effettuati dalla Swiss PV Module test center, sia da diverse campagne di monitoraggio, di simulazione dinamica e analisi (vedi scheda tecnica allegata).
Siamo in molti a chiederci una volta esauriti gli incentivi cosa avverrà nel settore del BIPV. Considerata la diffusa crisi economica europea è prevedibile aspettarsi un rallentamento momentaneo alla crescita vissuta fino allo scorso anno, rallentamento legato anche alla generale diminuzione degli investimenti nell’edilizia. Ma l’inarrestabile fenomeno delle politiche e normative per l’efficienza energetica degli edifici, riusciranno sicuramente a bilanciare e sostenere lo sviluppo di questi prodotti al confronto di quelli convenzionali. Se non più attraverso l’erogazione di incentivi diretti, il fotovoltaico integrato continuerà a crescere grazie al permanere degli sgravi fiscali per le ristrutturazioni, maggiorati per quelli dedicati all’edilizia sostenibile e sostenuti da normative edilizie sempre più stringenti sugli aspetti energetici.
Se in Italia gli incentivi, come possiamo prevedere, saranno esauriti verso la primavera-estate 2013, lo scambio sul posto continuerà ad esistere come probabilmente il ritiro dedicato per gli impianti da 1 kW ad 1 MW.
Quando, e crediamo presto, le energie rinnovabili smetteranno di essere considerate come “alternative”, ma diventeranno le vere uniche e principali scelte energetiche comuni, questi prodotti ora considerati innovativi, rappresenteranno lo standard.
Se il fotovoltaico fino a qualche anno fa era considerato un materiale destinato prevalentemente all’edilizia di nicchia o comunque di alto investimento, l’obbligo al riconoscimento della classe energetica degli edifici lo rende oggi un materiale largamente utilizzato anche nell’edilizia economica (nella foto, Scuola Materna ‘Garibaldi’ di Foligno).
Questo fenomeno di sviluppo diverrà potenzialmente inarrestabile quando all’incremento dell’efficienza dei moduli si affiancherà la sempre più ampia diversificazione dei materiali impiegati per la loro produzione.
Nuovi materiali
L’ingresso delle nanotecnologie sta aprendo prospettive applicative e risultati formali davvero infiniti attraverso lo sviluppo della vernice fotovoltaica in alternativa al silicio.
La Solarprint ha di recente brevettato il processo DSSC (vedi box sotto), un meccanismo in grado di produrre celle fotovoltaiche unicamente attraverso processi di stampa. Stando a quanto riportato sul sito le applicazioni potrebbero andare dall’integrazione architettonica del fotovoltaico (copertura facciate, brisesoleil, superfici vetrate, ecc.), all’elettronica di consumo (cellulari, computer, ecc.), alle auto elettriche (vetri con vernice trasparente applicata), fino ai moduli classici.
DSSC, nome del brevetto inventato nel 1991 all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), rappresenta la terza generazione del fotovoltaico e apporta innumerevoli vantaggi legati all’efficienza. Si stima innanzitutto una resa energetica diffusa molto alta, indipendente dall’incidenza dei raggi solari sulle superfici colpite dalla luce. Inoltre i costi si prospettano davvero limitati, soprattutto in caso di grandi volumi di produzione. Le superfici utilizzate per la stampa saranno presto sia plastiche che rigide, e permetteranno applicazioni praticamente senza limiti. Dai test effettuati l’efficienza nel tempo della nuova tecnologia non diminuisce, ma in certi casi, grazie alla cristallizzazione del prodotto applicato, potrà addirittura aumentare. Altro aspetto architettonico importante il colore: sembra infatti, che saranno molto ampie le cromie disponibili.
Altro materiale interessantissimo per le sue potenzialità di produzione e si spera, per l’abbattimento dei costi di produzione, è il fotovoltaico organico. Le celle organiche più efficienti, ispirandosi al processo di fotosintesi clorofilliana, utilizzano una miscela di materiali in cui un pigmento assorbe la radiazione solare e gli altri componenti estraggono la carica per produrre elettricità. La gamma di pigmenti che possono essere impiegati include quelli a base vegetale.
Il campo delle celle solari organiche comprende tutti quei dispositivi la cui parte fotoattiva è basata sui composti organici del carbonio. La struttura base di una cella organica è semplice: è detta “a sandwich” ed è composta da un substrato, generalmente vetro ma anche plastica flessibile, e da una o più sottilissime pellicole, che contengono i materiali fotoattivi, frapposte tra due elettrodi conduttivi come le antocianine derivate dai frutti di bosco, i polimeri e le molecole sintetizzate in modo da massimizzare l’assorbimento dello spettro solare.
Zero Energy Media Wall, è un progetto di Simone Giostra & PartnersArchitects, progettato in collaborazione con la Schüco International KG, Sunways AG, per una facciata continua realizzata su un complesso edilizio per l’intrattenimento a Pechino, dedicato all’arte digitale e ai media. Questo progetto è in grado di offrire un caso studio di grande efficacia che evidenzia le potenzialità espressive delle tecnologie sostenibili. L’impianto fotovoltaico prodotto con moduli di produzione della Suntech China, è stato integrato nel più grande display a LED mai prima conosciuto. Misura 2200 metri quadrati ed è composto da circa 2300 tessere costituite da pannelli in vetro; ogni pannello è costituito da una sorta di “sandwich” di lastre che hanno funzioni diverse: di sicurezza, di isolamento, ecc.. Vi è poi un film in pvb con funzione opacizzante e di diffusore di luce; e infine è composto da piccole celle fotovoltaiche, più di 34.200, collegate fra loro. I circuiti di collegamento fuoriescono dal lato posteriore dei vetri per essere connessi con una centrale che genera la corrente per accendere, con il calare del sole, i punti luce: faretti LED collocati nell’intercapedine della facciata a curtainwall. Il sistema è autosufficiente e lo schermo produce ciò che consuma; infatti l’energia accumulato dal sistema fotovoltaico di giorno è utilizzata di notte per illuminare tutta la facciata (vedi foto).
