L’Ing. Cazzaniga, tecnico di Sofisolar, ha introdotto motivando l’impiego del solare fotovoltaico integrato agli edifici.
Il motivo che sta alla base di questa “interazione” è unire alle tradizionali funzioni dell’involucro edilizio la funzione di produzione dell’energia elettrica. Si tratta infatti, per quanto riguarda il fotovoltaico, di una tecnologia semplice e affidabile che permette di convertire l’energia solare, la forma di energia più diffusa, in energia elettrica, la forma di energia più versatile.
La produzione dell’energia elettrica nel sito di consumo comporta un notevole vantaggio, ossia la riduzione delle perdite sulla rete, con conseguente risparmio anche sui costi. Questo aspetto non è da sottovalutare, in quanto oggi, in edifici energeticamente efficienti (classe A), si può arrivare ad auto-produrre, per mezzo di impianti fotovoltaici integrati a sistemi come le pompe di calore, una quota importante del fabbisogno totale dell’edificio stesso.
Per un corretto dimensionamento dell’impianto, spiega l’Ingegnere, occorre fare riferimento a due parametri: la potenza di picco e la producibilità media annua. Il primo valore fa riferimento alla potenza generata ai morsetti dei moduli nelle condizioni standard (Irraggiamento: 1000 W/m2 e Temperatura: 25°C). Tali condizioni non si riscontrano quasi mai nella realtà, ma sono valori di riferimento con cui tutti i moduli sono testati in laboratorio. In condizioni reali l’irraggiamento e la temperatura dei moduli variano continuamente durante la giornata e di conseguenza anche la potenza generata.
Il secondo valore invece è il dato fondamentale per capire la performance di un impianto, cioè l’energia che in media potrà essere prodotta in un anno [kWh/anno]. La producibilità media annua dipende però da diversi fattori: la potenza dei moduli; l’irraggiamento medio annuo del sito d’installazione; l’orientamento dei moduli; eventuali ombreggiamenti; caratteristiche installative e rendimento delle apparecchiature.
Pertanto risultano essere fondamentali alcuni accorgimenti durante l’istallazione del solare fotovoltaico. Ad esempio, per massimizzare l’energia prodotta in un anno, si considera ottimale, alle nostre latitudini, l’orientamento a Sud e l’inclinazione a 30°. Bisogna inoltre tener conto che il parziale ombreggiamento del campo fotovoltaico penalizza la produzione di un numero di celle superiore a quelle realmente in ombra. Per limitare il problema occorre evitare di installare moduli vicino a camini, antenne paraboliche, ecc. e studiare con accuratezza il percorso delle ombre proiettate da alberi, montagne, case vicine.
Impianti fotovoltaici: nozioni base
L’ing. Cazzaniga ha proseguito fornendo informazioni più di dettaglio circa l’effettiva composizione di un impianto fotovoltaico. Ha spiegato che il modulo è l’elemento base, il quale, collegato ad altri moduli in serie, forma le stringhe. Queste, a loro volta collegate tra loro in parallelo, formano un campo fotovoltaico. In particolare, i moduli, a seconda del materiale di cui si compongono e di come le particelle si organizzano tra loro (in maniera ordinata o in maniera disordinata), si distinguono in moduli cristallini (Monocristallini: 15,50% – Policristallini: 15%) e in moduli amorfi (Silicio amorfo: dal 6% al 10% – Telloruro di cadmio: 11% – Famiglia CIS: 12%). Nelle parentesi sono riportati i valori di rendimento in percentuale dei moduli fotovoltaici. Minore è il rendimento, maggiore è la superficie di moduli necessaria per avere un impianto della stessa potenza. Il valore di riferimento con moduli cristallini è che 1 kWp occupa circa una superficie di 7 m2.
I moduli cristallini sono attualmente quelli di gran lunga più usati, in quanto il processo di fabbricazione è standardizzato e il loro costo è calato vertiginosamente negli ultimi anni. I moduli amorfi, al contrario, occupano una nicchia di mercato ed ogni filiera tecnologica ha processi produttivi propri.
Attualmente sono diffusissimi i moduli 60 celle che hanno tipicamente queste caratteristiche:
- Dimensioni: 1 m x 1,60 m
- Potenza in condizioni standard: da 230 Wp a 255 Wp.
I più diffusi sono quelli con cornice in alluminio, ma esistono anche moduli senza cornice, moduli vetro – vetro (in applicazioni particolari di integrazione architettonica in cui è necessario lasciar passare parzialmente la luce per illuminare l’ambiente sottostante) e moduli appositamente progettati per l’integrazione architettonica (in questo caso, i moduli svolgono sia la funzione edile di tenuta dell’acqua piovana e di isolamento, sia la funzione di produzione dell’energia elettrica).
Particolare attenzione è stata posta dal relatore sull’importanza dell’inverter, vero cuore del sistema fotovoltaico: è questo il dispositivo che converte la corrente continua proveniente dai moduli in corrente alternata, porta i moduli a funzionare sempre nel miglior punto di lavoro possibile al variare dell’irraggiamento, fa da interfaccia con la rete elettrica e fornisce quei servizi accessori utili a gestire in sicurezza sia l’impianto fotovoltaico sia la rete di bassa tensione. Infatti, i moduli generano corrente continua a tensione variabile e perciò non possono essere collegati direttamente alla rete domestica a corrente alternata e tensione costante a 230 V. Perciò il corretto dimensionamento dell’inverter è indispensabile per un buon funzionamento dell’impianto.
L’energia elettrica prodotta dai sistemi fotovoltaici viene utilizzata abitualmente per l’alimentazione dei comuni elettrodomestici. Ma è interessante considerare che in una casa in “classe A” è possibile dimensionare l’impianto fotovoltaico perché produca tutta l’energia necessaria al fabbisogno dell’abitazione, purché opportunamente integrato a sistemi di climatizzazione molto efficienti alimentati ad energia elettrica come le pompe di calore.
Sofisolar srl nasce dall’esperienza pluriennale di un team di professionisti del fotovoltaico e delle energie rinnovabili. L’azienda progetta e realizza impianti fotovoltaici “chiavi in mano” di ogni dimensione utilizzando i migliori moduli disponibili sul mercato e selezionando i prodotti e gli accessori più adeguati in funzione delle specifiche esigenze, avvalendosi esclusivamente dei migliori inverter e componenti presenti in mercato. Lo staff tecnico di Sofisolar, forte di una consolidata esperienza, è in grado di supportare sia la clientela privata che i propri installatori in tutte le fasi di progettazione dell’impianto.
IL MESE DELLA PRODUZIONE EDILIZIA – III EDIZIONE, marzo 2013 
Intervento di Sofisolar srl
a cura di: Arch. Claudio Sangiorgi
(Docente a Contratto di Tecnologia del Politecnico di Milano e Membro del Royal Institution of Chartered Surveyors di Londra)
Politecnico di Milano, Scuola di Architettura Civile di Milano Bovisa
Proff. Davide Luraschi, Francesca Malaguzzi, Claudio Sangiorgi
Il ciclo di incontri, con realtà di punta nei singoli settori, è inteso quale occasione per tutti gli studenti della Scuola per venire a contatto con il mondo della produzione dell’industria per le costruzioni. La ricerca e l’innovazione tecnologica che tale ambito propone, infatti, è un’opportunità per lo sviluppo dell’architettura contemporanea, con cui è essenziale che i futuri progettisti imparino a dialogare.
Impianti Fotovoltaici
mercoledì 6 marzo 2013 – aula CT 10
Relatore: Ing. Roberto Cazzaniga, Sofisolar srl
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Arch. Claudio Sangiorgi
Progettazione, Direzione Lavori, Coordinamenti per la sicurezza, per committenze pubbliche, private e amministrazioni condominiali
www.studiosangiorgi.it
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Via Monte Suello 9, 20133, Milano, tel/fax 02.712532
Moduli flessibili al silicio amorfo
Moduli al telloruro di cadmio
Esempio di moduli in vetro – vetro
Moduli integrati in copertura
Moduli integrati in copertura
Esempio di installazione di inverter in un sottotetto