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Sistemi BIPV: fotovoltaico e integrazione architettonica

di Rossella di Gregorio

Come tegole, lucernari, rivestimenti, facciate continue, facciate ventilate, finestre, parapetti per balconi e sistemi di ombreggiamento possono produrre energia

Vedi Aggiornamento del 22/07/2022
Littleha, CC BY 2.5 <https://creativecommons.org/licenses/by/2.5>, via Wikimedia Commons
18/07/2022 - Che il settore delle costruzioni sia tra i più energivori è un dato ormai noto, emerso grazie alla sempre più crescente attenzione, anche mediatica, verso temi come la sostenibilità e la decarbonizzazione.
 
Per limitare il fenomeno, sono state emanate direttive europee e le rispettive leggi di recepimento a livello nazionale. Come quella che ha introdotto l’obbligo di coprire almeno il 60% dei consumi energetici, degli edifici nuovi o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, con fonti rinnovabili.
 
Tra le forme di autoproduzione da fonti rinnovabili il fotovoltaico è una di quelle più frequentemente applicata. Per questo motivo, specialisti del fotovoltaico e progettisti stanno esplorando modi creativi per incorporare il fotovoltaico nell'edificio.
 
Si parla di Building Integrated Photovoltaics (BIPV) ovvero fotovoltaico architettonicamente integrato (FAI). I BIPV sono un’espressione dell’architettura solare, come le vetrate panoramiche amovibili (vepa) di cui si è parlato in un precedente focus.
 
Un sistema BIPV svolge una duplice funzione: quella di elemento architettonico dell'involucro edilizio e quella di generatore di energia.
 
In generale, ci sono tre principali aree di applicazione per i BIPV:
- coperture, ad esempio tegole e lucernari;
- facciate, ad esempio rivestimenti, facciate continue, facciate ventilate, finestre;
- sistemi integrati esternamente, ad esempio parapetti per balconi e sistemi di ombreggiamento.
 
Come tale, un sistema BIPV oltre a trasformare l'energia solare in elettricità, fornisce funzioni tipiche dell'involucro edilizio come:
- protezione dagli agenti atmosferici (impermeabilizzazione, protezione solare);
- isolamento termico;
- protezione dal rumore;
- illuminazione diurna;
- sicurezza.
 
I sistemi BIPV possono essere installati durante la fase di costruzione di un edificio o inseriti, come sostituiti di uno dei componenti dell’involucronel corso della ristrutturazione di un edificio.
 
Un valido esempio è l’Intesa Sanpaolo office building progettato dallo studio Renzo Piano Building Workshop: una delle facciate è stata rivestita con 1600 metri quadrati di pannelli fotovoltaici in grado di produrre circa 120.000 kw/ora all’anno e di coprire così l’intero fabbisogno energetico dell’edificio.

Sistemi BIPV: fotovoltaico e integrazione architettonica ©Archilovers 
 
I prodotti BIPV attualmente disponibili sul mercato sono di due tipologie tecnologiche:
- a celle solari a base di silicio cristallino (c-Si);
- a film sottile come il silicio amorfo (a-Si), tellururo di cadmio (CdTe) e seleniuro di rame indio gallio (CIGS).
 
Come per i canonici impianti fotovoltaici, anche i BIPV possono essere usati in due modalità: 
- stand-alone, ovvero non collegati alla rete elettrica e perciò dotati di un sistema di batterie;
- off-grid, cioè stabilmente collegati alla rete elettrica nazionale e quindi senza la necessità di sistemi di batterie integrati.
 
A seconda della capacità del sistema, un edificio integrato architettonicamente con un sistema BIPV sarà in grado di produrre energia utilizzando fonti rinnovabili, di ridurre la domanda sui tradizionali generatori di servizi pubblici, e quindi di limitare le emissioni complessive di CO2.

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