Proprietà immobiliare ed opportunità del fotovoltaico

• Autore: Pier Paolo Bosso
• Pagine: 5-13

Relazione svolta al 20° Convegno Coordinamento legali Confedilizia tenutosi a Piacenza il 18 settembre 2010.

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1. L’energia fotovoltaica nell’edilizia

Le fonti energetiche rinnovabili hanno avuto, ormai da anni, uno sviluppo notevole. Vengono considerate una risposta efficace ed intelligente all’esigenza di ridurre la dipendenza dal petrolio e dalle altre fonti di energia fossili, ritenute responsabili dell’aumento dell’effetto serra e dei principali fenomeni di inquinamento dell’aria.

Sono fonti rinnovabili l’energia solare, eolica, idrica, geotermica, da moto ondoso e quella derivante dalle biomasse. L’energia solare, in particolare, dà poi luogo alle tecnologie del solare fotovoltaico, termico e termodinamico.

I raggi del sole, irraggiando i pannelli solari producono acqua calda per usi sanitari, irraggiando i pannelli fotovoltaici producono energia elettrica ed irraggiando i pannelli a specchio (che li riflettono su un fluido termovettore) producono energia elettrica.

La tecnologia fotovoltaica è quella che sta determinando più interesse per le opportunità che offre ai proprietari di edifici; è anche quella che più affascina in quanto converte direttamente l’irradiazione solare in energia elettrica.

Quando i raggi solari colpiscono i pannelli fotovoltaici gli elettroni presenti nei materiali ivi contenuti cominciano a “muoversi” generando energia elettrica in seguito ad assorbimento della radiazione elettromagnetica. I pannelli fotovoltaici sono costituiti da un insieme di celle fotovoltaiche di silicio, che rappresentano il dispositivo di base e che sono, di fatto, un piccolo generatore di corrente (essendo il silicio un materiale semiconduttore).

Il silicio può essere, a seconda della struttura molecolare, monocristallino, policristallino oppure amorfo, con diversa efficienza di conversione. Nelle applicazioni attualmente più diffuse, la cella è costituita da una fetta sottilissima di silicio (circa 3,5 decimi di millimetro) di forma rotonda o quadrata, con area generalmente compresa tra 100 e 150 cm², dotata dei contatti necessari a raccogliere la corrente elettrica prodotta. Grazie all’evoluzione tecnica si stanno affacciando sul mercato soluzioni tecniche di grande interesse per i proprietari di edifici: coppi e tegole fotovoltaiche (compatibili con impianti in centri storici) e lastre a film sottile (ancor più facilmente modulabili sulle superfici edilizie); in futuro, anziché installare pannelli, si potranno spruzzare speciali vernici sulle superfici che andranno a creare una superficie fotovoltaica.

Per comprendere le potenzialità del fotovoltaico basti riflettere su alcune notizie scientifiche di attualità: uno studio proveniente dagli Stati Uniti (“Solar and nuclear costs-the historic crossover”) del Prof. JOHN O. BLACKBURN (PhD, Professor Emeritus of Economics and former Chancellor, Duke University), pubblicato il 26 luglio 2010 sul “New York Times” (ripreso in Italia dal Corriere della Sera) e pubblicato sul sito dell’ateneo (www.ncwarn.org/ wp-content/uploads/2010/07/NCW-SolarReport_final1. pdf), è giunto alla conclusione che negli Stati Uniti la produzione di energia solare ormai costa meno di quella nucleare. Secondo tale studio, se si confrontano i prezzi attuali del fotovoltaico con quelli delle future centrali atomiche previste nel Nord Carolina, il vantaggio del solare è evidente; il sorpasso sarebbe avvenuto da quando il solare costa meno di 16 centesimi di dollaro a chilowattora (12,3 centesimi di euro/kWh), senza contare che il nucleare necessita di pesanti investimenti pubblici e comporta un trasferimento del rischio finanziario sulle spalle dei consumatori di energia e dei cittadini che pagano le tasse. Negli ultimi otto anni il costo del fotovoltaico è sempre diminuito, mentre quello di un singolo reattore nucleare è passato da 3 miliardi di dollari nel 2002 a dieci nel 2010. In una precedente analisi, Blackburn aveva dimostrato che se solare e eolico lavorano in tandem possono tranquillamente far fronte alle esigenze energetiche di uno Stato come il Nord Carolina senza le interruzioni di erogazione dovute all’instabilità di queste fonti. I costi dell’energia fotovoltaica, alle luce degli attuali investimenti e dei progressi della tecnologia, si ridurranno ulteriormente nei prossimi dieci anni. Mentre, al contrario, secondo MARK COOPER (Senior Fellow for Economic Analysis at the Vermont Law School’s Institute for Energy and the Environment) i nuovi problemi e l’aumento dei costi dei progetti hanno già portato alla cancellazione o al ritardo nei tempi di consegna del 90% delle centrali nucleari pianificate negli Stati Uniti ed i costi di produzione di una centrale nucleare sono regolarmente aumentati negli ultimi anni e le stime sono costantemente in crescita (“The Economics of Nuclear Reactors: Renaissance or Relapse?”, Institute for Energy and the Environment, Vermont Law School. June 2009, pubblicato sul sito dell’ateneo www.vermontlaw. edu/Documents/Cooper%20Report%20on%20Nuclear%20 Economics%20FINAL%5B1%5D.pdf).

Un altro studio dell’IEA (International Energy Agency- Photovoltaic Power Systems Programme), ha stimato per l’Italia un’area di tetti potenzialmente disponibile per l’inserimento di pannelli fotovoltaici pari a 763,53 km qua drati (di cui 410 per gli edifici residenziali e, il restante, in edifici agricoli, industriali e commerciali) e un’area per le facciate pari a 286,32 km quadrati. La produzione potenziale da fotovoltaico, nel caso di idoneità di tutta l’area

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presa in considerazione dallo studio IEA, sarebbe così pari a circa 126 TWh/anno, vale a dire che potrebbe coprire il 45% dei consumi elettrici nazionali.

A seconda della componentistica complementare e del tipo di utilizzo, gli impianti fotovoltaici possono essere suddivisi, sostanzialmente, in due categorie: isolati (stand alone) e connessi alla rete (grid connected). Entrambi i tipi di impianti, infine, sono dotati di uno o più inverter, dispositivi in grado di convertire la corrente continua, proveniente dal campo fotovoltaico o dalle batterie, in corrente alternata da inviare al carico.

Nei primi, il generatore è connesso ad un sistema di accumulo, rappresentato da batterie in grado di immagazzinare l’energia prodotta e fornirla successivamente all’utenza nei tempi e nei modi richiesti. Esempi di impianti ad isola sono quelli al servizio di segnalazioni marit- time (fari, fanali, boe), lampioni fotovoltaici, segnalazioni stradali, ponti radio, campeggi, roulotte, camper, imbarcazioni a vela, abitazioni isolate, rifugi di montagna, strut- ture sanitarie e di interesse pubblico, fontane. Nel caso di impianti connessi alla rete elettrica pubblica, invece, gli accumulatori sono generalmente assenti, e l’energia prodotta viene immessa nella rete totalmente o per la porzione che non viene utilizzata direttamente in loco. Nei periodi di insolazione scarsa o nulla, poi, è la rete stessa ad integrare il fabbisogno. Attualmente, la quasi totalità degli impianti realizzati nei Paesi industrializzati risulta connessa alla rete elettrica di distribuzione, diversamente da quanto avveniva fino a 20 anni or sono, quando invece gli impianti per servizio isolato rappresentavano quasi per intero le applicazioni del settore fotovoltaico.

Si parla di impianti fotovoltaici fissi a terra quando sono fisicamente ancorati o appoggiati al suolo; in tal caso, in generale la taglia è elevata (impianti multi-MW). Nel caso invece di piccoli impianti, si ricorre all’installazione su terreno quando la costruzione o l’edificio non è in grado di ospitare l’impianto per mancanza dello spazio necessario, quando l’orientamento delle falde o la loro disposizione non consentono una buona produttività, quando sussistono vincoli urbanistici, paesaggistici o archeologici che impediscono l’installazione sull’edificio, quando si rilevano problemi strutturali che aumentano i costi di installazione.

Si parla di impianti fotovoltaici ad inseguimento (monoassiali o biassiali) quando sono realizzati con lo scopo di incrementare la produzione di energia cercando di mantenere il piano dei moduli fotovoltaici in modo perpendicolare alla radiazione solare diretta, in ogni condizione dell’anno.

Si parla poi di impianti integrati (più o meno architettonicamente) negli edifici; questo rappresenta uno dei settori in cui l’utilizzo dei sistemi fotovoltaici offre prospettive di sviluppo molto promettenti, anche in termini più strettamente economici. L’applicazione degli impianti agli edifici rende disponibile, infatti, un enorme potenziale, consentendo l’utilizzo di territorio già occupato dalle costruzioni, il risparmio sulle strutture di supporto, la sostituzione (a parità di prestazioni) di materiali edilizi tradizionali come elementi di copertura o di facciata, la possibilità di utilizzare in loco l’energia prodotta. Tutto questo si traduce in una sensibile riduzione dei costi, cui va aggiunto anche l’impatto ambientale evitato tramite l’inserimento in un contesto già sfruttato per altri fini.

Al giorno d’oggi la diffusione di sistemi ad energia solare destinati all’edilizia gode di un favore sempre maggiore, grazie soprattutto a leggi e proposte di sovvenzionamento, tese a valorizzare ed incrementare il ricorso alle fonti rinnovabili. Seguendo questa tendenza, componenti destinati specificamente al settore edilizio permettono una vasta libertà di applicazione, coprendo una gamma molto ampia di soluzioni: elementi di copertura, pensiline, finestre semitrasparenti, brise-soleil, pannelli di facciata, elementi di copertura, cupolini, che si adattano in modo versatile tanto a nuove realizzazioni quanto ad operazioni di retrofit.

Analizzando le metodologie relative all’integrazione architettonica dei sistemi fotovoltaici, bisogna considerare come, a prodotti di impiego relativamente facile ed a tec- niche d’installazione piuttosto semplificate, debba necessariamente corrispondere un’accurata procedura progettuale. I...