Le tegole fotovoltaiche: sistemi innovativi totalmente integrati

La diffusione dei sistemi fotovoltaici, che permettono di ricavare energia dal sole per alimentare la rete elettrica, si scontra sempre più spesso con una particolarità del mercato edilizio italiano: oltre il 40% del territorio è sottoposto a vincoli storico/paesaggistici. La ricerca di nuove ed efficaci soluzioni per l’integrazione architettonica e la mitigazione dell’impatto paesaggistico hanno indotto lo sviluppo delle così dette “tegole fotovoltaiche”, impianti solari trasformati in elementi architettonici innovativi che, andando a sostituire i tradizionali sistemi di copertura, permettono la totale integrazione del fotovoltaico nelle strutture abitative.

Non sappiamo con certezza quando e da chi sia stata inventata la tegola di terracotta: c’è solo un racconto dell’autore greco Pindaro, che assegna ai Corinzi l’invenzione della tegola intorno al 450 a.C. Oggi l’idea di integrare più celle fotovoltaiche nell’elemento di rivestimento della copertura, anziché assemblarle in un unico pannello da sistemare sovrapposto alla falda di copertura, è certamente una tra le più interessanti e innovative soluzioni proposte recentemente dal mercato. Le tegole fotovoltaiche si differenziano dai più comuni impianti a pannelli totalmente integrati, per il fatto di essere sistemi fotovoltaici composti da moduli che riprendono il design delle tegole tradizionali (coppi, tegole, marsigliesi, portoghesi, ecc.), tanto che non si percepiscono a distanza e grazie ad un effetto “camaleonte” trasformano il tetto dell’edificio in un generatore di energia elettrica senza modificarlo di una virgola nell’aspetto estetico.

TIPOLOGIE
Le tegole fotovoltaiche sono state sviluppate e prodotte già a partire dagli inizi degli anni ’90 quando è cresciuta l’attenzione al design degli impianti fotovoltaici, ma è solo negli ultimi anni che la loro penetrazione sul mercato si è fatta più incisiva. Attualmente sono disponibili sul mercato diverse tipologie di tegole fotovoltaiche a film sottile che si distinguono in base alla struttura e alla tecnologia utilizzate per la loro produzione: sono per lo più tegole in argilla con la morfologia tipica dell’elemento tradizionale; su queste vengono installate delle celle solari, mentre in alcuni casi l’elemento di copertura è realizzato in materiale polimerico.

• TECH-TILE ENERGY (REM spa)
Tegola fotovoltaica polimerica prodotta dall’italiana REM Spa con materiali riciclabili di altissima qualità e selezionati per offrire le più alte garanzie di durata, di resistenza agli agenti atmosferici e al deterioramento naturale. Si posa con particolare facilità, in modo similare ad una normale tegola in laterizio: con la posa delle tegole, infatti, avvengono simultaneamente sia l’innesto meccanico che il collegamento elettrico. La gestione della funzionalità della copertura fotovoltaica è garantita da un’apposita centralina che svolge funzioni di misurazione, di controllo, di individuazione di eventuali anomalie di funzionamento e inoltre permette l’analisi tecnica dei dati. È disponibile in una gamma di colorazioni che comprende ad oggi 3 varianti: cotto, testa di moro e sabbia. Ogni tegola Tech-tile Energy è composta da una cella fotovoltaica e per ottenere 1 kWp sono necessari circa 18 mq, ovvero circa 250 tegole.

TEGOLASOLARE (Area Industrie Ceramiche srl)
Tegola fotovoltaica in argilla rossa prodotta dall’italiana Area Srl con un impasto ceramico atomizzato. Ogni tegola accoglie una porzione di quattro celle dell’intero sistema fotovoltaico in modo che questo risulti completamente integrato, garantendo il tradizionale impatto visivo. Grazie al loro materiale durevole le tegole fotovoltaiche hanno una forte resistenza agli agenti atmosferici ed agli urti ed in più assorbono una minore quantità di acqua e di calore. La Tegolasolare si monta come una normale tegola, garantendo una copertura molto stabile. Nella costruzione o ristrutturazione del tetto va previsto un’adeguata canalizzazione necessaria per veicolare i cavi di collegamento tra pannelli e da pannelli ad inverter o quadro di interfaccia. La potenza è di 11 Wp per ciascuna Tegolasolare ed un tetto di 38 mq produce circa 3 kWp.

• TEGOLA VL03 (Industrie Cotto Possagno Spa)
Tegola in argilla appositamente modificata per alloggiare un modulo fotovoltaico in silicio-monocristallino prodotta dall’italiana Cotto Possagno con argille speciali DSA. La tegola da 4,8Wp è lunga circa 47cm e larga da 177 cm. L’azienda fornisce un’installazione all-inclusive con garanzia di 10 anni. È disponibile in varie colorazioni anche anticate. La superficie occorrente per la realizzazione di 1 kWp è di circa 18 mq.

• SOLÉ POWER TILE (SRS Energy)
Tegola fotovoltaica a film sottile prodotta dall’americana SRS Energy con un polimero ad alta durabilità e resistenza. Ha la caratteristica di essere leggero e facile da installare, ma al momento sono disponibili solo tegole di colore blu, il colore della tecnologia solare, ma sono in arrivo altri colori. È necessaria una superficie di 18mq per avere una potenza di 1 kWp. Possono generare 860 kWh per 100 mq all’anno in un’area con 5,8 ore di sole al giorno.

IMPIANTI E INSTALLAZIONE
Per un corretto funzionamento del prodotto sono necessarie una buona inclinazione del tetto e una giusta esposizione dell’edificio. Le singole tegole sono elettricamente collegate tra loro in parallelo, costituendo un unico grande pannello solare. Tuttavia, ciascuna tegola solare lavora autonomamente dalle sue vicine grazie ad un diodo di by-pass: se una tegola si guasta, tutte le altre continuano a produrre energia.
Tutti questi prodotti rappresentano una soluzione di facile installazione grazie ad un sistema di unione ad innesto che non richiede attacchi meccanici sul tetto. Non sono necessarie tecniche speciali per il lavoro di posatura del tetto: le tegole si incastrano esattamente come le tegole convenzionali e si inseriscono perfettamente nel tetto esistente senza intervenire sulla statica del tetto, sull’aspetto o sulla forma. Non è necessario ristrutturare l’intelaiatura del tetto o i listelli di rivestimento anche in caso di strutture molto vecchie, poiché le tegole solari sono molto leggere e si adattano perfettamente alle superfici più irregolari. Questa tecnologia viene incontro ai coperturisti in un altro punto ancora: le tegole solari possono essere installate senza elettricisti, che interverranno in modo completamente autonomo dopo l’installazione.
Se l’edificio non è sottoposto a vincoli non è necessario richiedere nessuna autorizzazione, se non per ottenere contributi, mentre se l’edificio è soggetto a tutela si dovrà richiedere un’autorizzazione delle autorità competenti, che dovrebbe comunque essere rilasciata senza problemi.

PROSPETTIVE
Il Gestore Servizi Elettrici ha dichiarato che nel 2008 il nostro Paese ha raggiunto i 200MW di energia prodotta tramite fotovoltaico: la capacità degli impianti installati nel 2006 era di 9.4MW, quella del 2007 di oltre 70MW. L’obiettivo che si vuole raggiungere è ambizioso e, purtroppo, ancora lontano: 3000 MW di energia prodotti annualmente da fotovoltaico, entro il 2016. Il trend crescente rappresenta senza dubbio un segnale positivo ed apre nuovi scenari per i sistemi fotovoltaici avanzati. Inoltre, viste le recenti normative ed in particolare il Decreto del 19 febbraio 2007 ”Criteri e modalità per incentivare la produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare” (in attuazione dell’articolo 7 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n.387), una scarsa integrazione architettonica non consente di accedere alle fasce incentivanti più alte, previste per promuovere lo sviluppo e l’utilizzazione dei sistemi fotovoltaici nell’architettura, con conseguenti minori vantaggi economici.
È evidente che occorre investire ancora molto nella ricerca in questo settore, per rendere la tecnologia più efficiente ed ottimizzare il rapporto tra l’energia prodotta e i costi sostenuti, dato che l’investimento per i 3 kW di picco di un’abitazione media è di circa 14.000 euro.

Articolo di Andrea Cantini e Massimiliano Bertoni

Per approfondimenti:
Mario Pagliaro, BIPV. ll fotovoltaico integrato nell’edilizia, Dario Flaccovio Editore, 2009.

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