• Sabato 26 Maggio 2018, 00:54

L'impianto fotovoltaico diventa invisibile grazie alle tegole fotovoltaiche

La nuova frontiera dell'impianto fotovoltaico
Ormai da qualche anno, la nuova frontiera dell'impianto fotovoltaico è quella del tetto realizzato in tegole fotovoltaiche, cioè laterizi di cui parte della superficie è costituita da un piccolo pannello fotovoltaico. In tal modo l'impianto risulta perfettamente integrato nella struttura in copertura, annullando quasi del tutto l'impatto visivo.

L'effetto fotovoltaico per la trasformazione dell'energia solare in elettrica
Il principio base su cui si fondano le tegole o il classico impianto fotovoltaico è quello teorizzato da Albert Einstein nel 1905: l'effetto fotovoltaico. Le cosiddette celle fotovoltaiche, cono composte da materiale fotosensibile e semiconduttore, cioè capaci di reagire se sottoposte alla luce solare, ha questa caratteristica, ad esempio, il silicio. I fotoni (di cui si compone la luce del sole) vengono assorbiti e generano coppie di cariche elettriche di segno opposto (negativo-positivo) in grado di condurre elettricità. Ulteriore elemento fondamentale per produrre corrente elettrica è la cosiddetta differenza di potenziale: essa è generata da piccole impurità chiamate droganti, presenti anch'esse nel materiale di cui sono realizzate le celle. Per merito delle caratteristiche fisiche di questi materiali all'interno delle celle fotovoltaiche, bombardate dai fotoni, si forma un forte campo elettrico.

Sostenibilità ambientale e risparmio energetico.
Cos'è l'impianto fotovoltaico?Alla luce di quanto fin qui esposto, è chiaro che un impianto fotovoltaico non è altro che un sistema in grado di produrre energia sfruttando il su descritto effetto fotovoltaico. L'impianto è, dunque, costituito da pannelli formati da celle fotovoltaiche, generalmente in silicio, che stimolate dai fotoni della luce solare generano cariche elettriche. Il pannello fotovoltaico trasforma quindi l'energia solare in energia elettrica, questa viene convogliata nell'inverter che la trasforma ulteriormente da energia continua ad alternata, così da essere adatta ad alimentare l'impianto elettrico di un edificio. Scegliere di realizzare un impianto fotovoltaico per fornire energia elettrica alla propria casa significa, dunque, sfruttare una fonte di energia rinnovabile, il sole, e riuscire a soddisfare autonomamente gran parte dei bisogni energetici dell'edificio.

Tipi di impianto fotovoltaico
Gli impianti fotovoltaici possono essere di due tipologie: si distinguono quelli del tipo stand-alone e quelli di tipo grid-connected.
Nel primo caso, l'impianto è non connesso ad alcuna rete di distribuzione e permettendo di utilizzare l'energia prodotta nello stesso momento in cui si attiva l'effetto fotovoltaico. Nel secondo caso, l'impianto fotovoltaico è collegato sia all'impianto elettrico dell'appartamento direttamente da esso servito, sia alla rete elettrica distribuita da un fornitore esterno. L'impianto del tipo grid-connected, dunque, non solo soddisfa i bisogni energetici dell'appartamento per cui è installato, ma consente anche di immettere energia nel sistema di distribuzione a rete ottenendo ulteriori vantaggi economici: da una parte vi è risparmio e consumo ridotto perché si sfrutta l'energia gratuita e rinnovabile del sole, dall'altra si ha l'ulteriore possibilità di vendere l'energia superflua, ugualmente prodotta dai pannelli fotovoltaici, immettendola nel sistema di distribuzione capillare sul territorio circostante.

Scegliere tra pannelli fotovoltaici e tegole
Dal 2010 circa in poi si è assistito ad interessanti sviluppi sul fotovoltaico, come la produzione di celle fotovoltaiche sempre più piccole e flessibili, alcune anche trasparenti; parte di queste innovazioni hanno dato forma alla tegole fotovoltaiche, preferite se si è alla ricerca di una soluzione in grado di integrarsi perfettamente sul costruito.
Il pannello fotovoltaico, installato sulle coperture mediante strutture metalliche, genera molto impatto visivo sugli edifici; spesso nei centri storici o nelle zone sottoposte a vincolo paesaggistico, questo sistema incontra difficoltà nel rilascio delle relative autorizzazioni, soprattutto se da progetto risultino visibili dalle aree pubbliche. In questi casi l'installazione di un impianto in tegole fotovoltaiche è la soluzione migliore, perché offre una perfetta integrazione architettonica in contesti storici o paesaggistici. Le tegole fotovoltaiche svolgono una doppia funzione: costituiscono la copertura dell'edificio e integrano allo stesso tempo la funzione fotovoltaica producendo energia elettrica. Ovviamente, in entrambi i casi, si dovrà preferire installare i pannelli o le tegole là dove meglio arrivino i raggi del sole, se è possibile l'orientamento migliore è a sud, mentre ad a est o ad ovest godranno dei raggi solari solo per mezza giornata. Si tenga in considerazione, inoltre, che l'enegia solare è trasmessa, tramite i fotoni, anche quando il cielo è nuvoloso.

Per quanto riguarda i costi, le tegole fotovoltaiche potrebbero raggiungere cifre superiori o quasi equivalenti all'acquisto e istallazione dei pannelli, nonostante, le prime non necessitino di particolari esigenze e competenze per la posa in opera, in quanto vengono poste sui travetti delle coperture esattamente come le comuni tegole in laterizio. In ogni caso, qualunque sia la soluzione scelta, in base alle proprie esigenze, il fotovoltaico rappresenta un sistema ecosostenibile per la produzione di energia: un investimento importante ma che nel tempo riesce ad essere ammortizzato grazie al vantaggio della produzione autonoma di energia elettrica.
 
Tipi di tegole fotovoltaiche: soluzioni tradizionali
Le tegole fotovoltaiche coniugano perfettamente tradizione ed innovazione tecnologica, la classica copertura in tegole, molto diffuse nei centri storici o preferita su immobili di pregio storico, sfruttano i vantaggi delle più moderne e avanzate tecnologie del campo dell'energia. Di tegole fotovoltaiche ne esistono di diversi forme, esattamente come le tipologie dei comuni laterizi: tegole marsigliesi, tegole portoghesi, coppi. Esse hanno, in ogni caso, un rivestimento fotovoltaico, perfettamente integrato in superficie, composto da diverse celle e sono rivestite da un particolare strato sottile in silicio amorfo, seleniuro di rame indio gallio o seleniuro di rame indio, cioè materiali in grado di attivare l'effetto fotovoltaico perché molto sensibili alla luce solare. Questi film sottili, risultano facilmente adattabili alla superficie curva dei coppi, ad esempio, e offrono un alto rendimento energetico.

Di seguito un breve elenco delle varie tipologie di tegole fotovoltaiche che quindi si prestano a coprire porzioni di coperture in tegole.
Le fotovoltaiche marsigliesi possono essere realizzate sia in laterizio che in materiale plastico resistente alle intemperie; si caratterizzano per la tipica forma piatta come le comuni marsigliesi, sulla parte centrale sono ricoperte di materiale fotovoltaico.
Le tegole fotovoltaiche portoghesi, anch'esse realizzate in cotto o in materiale plastico, hanno la tipica forma delle tegola portoghesi tradizionali e nella parte piana centrale vi sono inserite le celle fotovoltaiche.
I coppi fotovoltaici, già citati, come i comuni coppi molto diffusi nei centri storici, hanno la superficie curva, quindi hanno in superficie un materiale fotovoltaico molto flessibile che possa assecondare la curvatura del laterizio.
 
Tipi di tegole fotovoltaiche: soluzioni moderne
Oltre alle soluzioni ad imitazione delle coperture tradizionali esistono sul mercato altre proposte che possono adattarsi meglio a costruzioni più moderne. Ad esempio la tegola solare fotovoltaica GTFV100 ha dimensioni più grandi tegole tradizionali (circa 1 m. x 0,20 m. x 0,80 m.), è calpestabile e viene installata sui travetti di copertura tramite viti autofilettanti. Questa tipologia, in particolare, gode di un esclusivo brevetto dell'azienda produttrice per un connettore privo di cavi elettrici, una soluzione molto sicura. Le celle fotovoltaiche sono costituite da materiale policristallino rosso, su una superficie in vetro temperato e resina poliestere, rinforzata con fibre di vetro a carica minerale.

Molto particolari sono, invece, le tegole fotovoltaiche trasparenti, utili per lasciare passare la luce in caso di lucernari o edifici con involucro trasparente in copertura. Nonostante si lascino attraversare dalla luce, queste tegole sono in grado di assorbire le radiazioni solari, fin quelle invisibili all'occhio umano, cioè i raggi ultravioletti e infrarossi. Il sistema di produzione dell'energia elettrica è sempre dovuto al materiale fotovoltaico che funziona nel modo di seguito descritto: i sali organici assorbono la luce nelle varie lunghezze d'onda e producono una luminescenza con frequenza prossime all'infrarosso. Queste sono captate dalle celle fotovoltaiche trasformandole in energia elettrica. Questo tipo di tegole ha un rendimento più basso rispetto alle altre ma ha il grande vantaggio, come già accennato, di lasciar passare la luce perché trasparenti.

Acquisto di tegole fotovoltaiche e detrazioni fiscali
La realizzazione di parte del tetto con tegole fotovoltaiche, rientra tra le spese (dalla progettazione all'acquisto e alla posa in opera) per cui è possibile usufruire delle detrazioni fiscali. Come già più volte sottolineato, si tratta di una soluzione per il risparmio energetico e il ricorso alle fonti di energia rinnovabili, quindi, rientra tra le casistiche di lavori detraibili dall'IRPEF fino al 50% per le spese sostenute fino al 31 dicembre (salvo ulteriori proroghe) come indicato nella Legge di Bilancio L.n° 205/2017 (in vigore dal 1° gennaio 2018). Se le spese sostenute si protrarranno fino all'anno seguente, sarà possibile ottenere le detrazioni per il 36%. Tutte le spese sostenute devono essere presentate in fase di dichiarazione dei redditi e dimostrate presentando tutte le ricevute fiscali che documentano i pagamenti. Il rimborso sarà devoluto in dieci rate annuali sotto forma di detrazioni dall'imposta sul reddito.