TESI DI LAUREA MAGISTRALE IN ARCHITETTURA DI EDOARDO

TESI DI LAUREA MAGISTRALE IN ARCHITETTURA DI EDOARDO BABETTO. A.A. 2013-2014
IL RUOLO DEL FOTOVOLTAICO INTEGRATO VERSO GLI EDIFICI A ENERGIA ZERO.
La ricerca, oltre allo scopo didattico di approfondimento, si è prefissa l’obiettivo di valutare e
comparare il ruolo degli elementi fotovoltaici integrati nello scenario edilizio attuale, in
funzione di una minimizzazione dei consumi di energia primaria non-rinnovabile e di
emissioni di gas serra, promuovendo la generazione energetica da fonte rinnovabile a scala
locale.
Prevalentemente il lavoro è stato strutturato in tre fasi: una teorica, una di laboratorio, e un
caso studio. Nella prima parte vengono esposte le caratteristiche generali del fotovoltaico;
partendo da uno scenario sull’evoluzione storica del fotovoltaico, si sono poi descritte le
caratteristiche dei moduli fotovoltaici e la composizione di un impianto fotovoltaico,
esplicandone le diverse categorie, i vantaggi e gli svantaggi nell’utilizzo; quindi si è passati a
presentare i sistemi solari fotovoltaici integrati nell’edificio, i requisiti di qualità e le norme
da rispettare per la commercializzazione, le garanzie sul prodotto, la legislazione e i metodi
per il calcolo del ciclo di vita, dall’analisi al tempo di ritorno energetico e riciclo del sistema
anche mediante il confronto di alcuni casi studio estratti dalla letteratura scientifica.
Nella seconda parte si sono descritti i test di laboratorio effettuati mediante il banco di prova
sull’andamento del grafico tensione-corrente e su prove di potenza effettuate in diverse
condizioni operative, del modulo fotovoltaico. Dopodiché si è descritto il procedimento per la
determinazione della trasmittanza termica con il metodo della piastra calda con anello di
guardia, su di un elemento vetrato con fotovoltaico integrato; in conclusione si sono riportati i
test effettuati con un calorimetro solare per la determinazione del fattore di guadagno solare
sempre nel medesimo elemento vetrato.
Infine nella parte conclusiva si è simulato un intervento di retrofit su di un edificio tipo del
patrimonio edilizio italiano. Inizialmente si è descritto l’edificio e si sono calcolati i relativi
consumi attraverso lo studio delle bollette e attraverso l’utilizzo del software MC 11300 della
Aermec che determina i consumi di energia dell’edificio secondo la normativa UNI TS 11300;
successivamente si sono valutati i miglioramenti energetici prodotti dall’inserimento di un
sistema fotovoltaico integrato (BiPV) nei serramenti ed in copertura, quindi si è poi proceduto
all’ulteriore miglioramento delle prestazioni energetiche per poter raggiungere i parametri di
edificio a energia quasi zero (NZEB). In conclusione si è costruita una matrice dove vengono
riportate diverse soluzioni tecnologiche che comportano la variazione delle prestazioni
energetiche dell’edificio e si sono confrontate attraverso le linee guida Annex 56 “Energy and
GHG Optimized Building Renovation” per determinare l’intervento con un miglior cost-optional
e quello con il miglioramento energetico maggiore.
Sebbene dai dati di partenza e grazie alle conoscenze maturate nel corso di questo percorso di
studi, è stato possibile ipotizzare fin da subito il risultato poi conseguito, in cui il
miglioramento apportato dal sistema fotovoltaico integrato è economicamente conveniente
solo nel caso di bassi consumi energetici dell’edificio, dovuto alle più alte detrazioni fiscali per
gli interventi alle caratteristiche termiche dell’edificio che non per i sistemi fotovoltaici; tale
ricerca permette di apprendere il ruolo fondamentale di questa tecnologia nell’evoluzione
dell’edificio verso l’indipendenza energetica da fonti esterne.