Il fotovoltaico nella progettazione architettonica: analisi dell'applicazione ad un immobile industriale

L’obiettivo di questa tesi è quello di studiare le principali caratteristiche e le migliori applicazioni di una delle tecnologie che potrebbe sostituire interamente le fonti energetiche classiche della produzione elettrica con una risorsa rinnovabile: il fotovoltaico.

Lo scopo che la ricerca si propone è quello di presentare due diverse possibilità di integrazione fotovoltaica in un’architettura industriale , analizzando i sistemi più utilizzati nel mercato e considerando di ogni tecnologia i vantaggi e gli svantaggi tecnico-economici.

A partire dallo studio dei principi di funzionamento del fotovoltaico e dalle caratteristiche che lo influenzano, ho condotto una ricerca sulle varie tecnologie di captatori oggi disponibili sul mercato e su quelle in via di sviluppo, per cui non ancora partecipi in maniera esponenziale al mercato del fotovoltaico. Il confronto diretto sulla base delle peculiarità dei materiali considerati, ha delineato tre diverse generazioni, in base alle quali sono state classificate le diverse tecnologie.

Quindi ho portato a compimento un ulteriore ricerca selezionando e schedando diverse soluzioni riguardanti l’applicazione integrata in copertura a falda, in copertura piana, in facciata e in elementi accessori. A differenza della ricerca precedente in questo caso ho considerato i componenti e i sistemi d’integrazione che andranno a influire sull’architettura della struttura su cui verranno installati, diventando dei veri e propri elementi d’involucro.

Infine, ho simulato l’installazione di due sistemi fotovoltaici su un edificio esistente, ipotizzando due diverse soluzioni, sia per il tipo di cella utilizzata che per la modalità di installazione. Ho scelto due tipi di celle fotovoltaiche (silicio monocristallino e film sottile in silicio amorfo), tra i più sviluppati in un rapporto costo-benefici, ed ho elaborato due impianti differenti. E’stato necessario riqualificare la copertura del fabbricato in modo che entrambi gli apparati solari possano essere installati a regola d’arte, anche se con due differenti soluzioni applicative.
In entrambi i casi ho studiato una soluzione che permettesse il dialogo ed il confronto tra impianto e architettura, ma la tecnologia al film sottile parte di per sé già avvantaggiata rispetto alla tecnologia a pannelli, che è stata adeguatamente studiata per sopperire alle caratteristiche di integrazione improprie dei moduli.
Quindi, ho realizzato una valutazione costi-benefici dei due impianti confrontandoli tra loro. Dalle due analisi economiche sono stati prodotti dei grafici che determinano il periodo di rientro degli investimenti e delineano inoltre un profilo rischio-rendimento che ha lo scopo di determinare il livello di profitto e il grado di rischio dell’investimento.

Le considerazioni sono rimandate al capitolo 12 relativo alle conclusioni.

Oltre a consentirmi di approfondire le conoscenze di questa tipologia di impianti di produzione energetica da fonte rinnovabile, la ricerca ha prodotto, riepilogando l’indice:
- una raccolta di materiali e celle innovative confrontate attraverso le loro peculiarità;
- una piccola raccolta sugli aggiornamenti apportati dalle delibere inerenti al nuovo conto energia;
- due diverse classificazioni nel definire la tipologia d’integrazione architettonica: la prima valutazione descritta è tecnico/normativa (nuovo conto energia); invece la seconda classificazione è sviluppata sulla base della prima, ma in più elabora un interazione tra il sistema fotovoltaico e la funzionalità architettonica che questo ha diventando elemento di involucro edilizio;
- una rassegna di soluzioni per l’installazione integrata presenti sul mercato;
- i progetti di un’installazione su un edificio esistente, corredati dalle valutazioni costi-benefici, della convenienza economica che presenterebbero se fossero realizzati.