Confronto fra BIPV e moduli FV tradizionali

Per prima cosa, si può fare una distinzione piuttosto generale fra i moduli FV convenzionali e gli elementi BIPV:

➢ Moduli convenzionali:

• Sono definiti come “prodotti elettrici” da una serie di norme standard IEC e UL, accettate quasi a livello mondiale;

• Sono quindi standardizzati come “oggetti” a pieno titolo, in modo “omogeneo” a livello internazionale;

➢ Moduli BIPV integrati sul costruito:

• Sono soggetti non solo alla serie di norme standard relative al fotovoltaico, come IEC 61215:2016, IEC 61730:2016 e IEC TS

143 62915:2018, ma la loro installazione comporta anche che vengano applicati standard, regole e requisiti di costruzione;

• I requisiti sui moduli BIPV vengono imposti, spesso in modo legale e vincolante, dall’ambiente, dalla posizione, dall’installazione e dall’utilizzo.

Ciò significa che i moduli BIPV coinvolgono non solo l’oggetto in sé, ma anche il contesto in cui si trovano:

• La posizione geografica e l’altezza dell’edificio modificano le richieste delle caratteristiche dell’elemento BIPV per quanto riguarda la sua capacità di affrontare le risultanti forze naturali, come carico da neve e da vento, calore, grandine e requisiti di sicurezza antincendio;

• L’ubicazione all’interno dell’edificio e la tipologia dell’edificio possono modificare i requisiti relativi, ad esempio, alle classi e certificati di sicurezza antincendio richiesti, nonché alla resistenza strutturale ed ai relativi test;

• I codici (leggi) e gli standard di costruzione nazionali e regionali potrebbero stabilire requisiti diversi.

Tornando alla copertura superficiale, i moduli FV tradizionali vengono progettati per massimizzare l’area fotovoltaica attiva per modulo, in modo tale che le aree non attive (opache o trasparenti) tra le celle ed intorno ad esse, vengano ridotte alle dimensioni minime necessarie per garantire l’isolamento elettrico. Al contrario, i moduli BIPV destinati a trasmettere luce e/o radiazione solare in un edificio, includono anche aree trasparenti o traslucide non trascurabili.

I moduli BIPV, sia rigidi che flessibili (film sottile), nonostante possano essere anche molto sottili, presentano lunghezze di diversi metri. Per questo motivo, a

144 differenza dei moduli FV convenzionali, implicano difficoltà nella realizzazione di test di prova sia in laboratorio che in procedure di misurazione all’aperto, e problemi relativi al trasporto. Di conseguenza, i moduli BIPV rischiano di essere più vulnerabili quando esposti a vibrazioni e shock durante il trasporto dal sito di produzione a quello di installazione, ed è quindi molto importante analizzare adeguatamente questo fenomeno.

A differenza del caso di moduli FV tradizionali, una caratteristica e sfida dei prodotti BIPV consiste nella variazione di dimensione, design e formati, spesso necessaria per soddisfare i requisiti di progettazione architettonica e per essere in linea con le dimensioni degli edifici. Questi moduli BIPV su misura sono per lo più prodotti in vetro-vetro con silicio cristallino o a film sottile. Se, in questo caso, venissero applicate le rigide regole che riguardano la definizione ed il collaudo elettrico dei moduli FV convenzionali, questo rappresenterebbe un grosso ostacolo al fatto di portare sul mercato in modo sicuro, economico ed affidabile moduli BIPV testati ed approvati “customizzati” e/o progettati individualmente. Inoltre, i moduli BIPV presentano molte tipologie diverse di metodi di montaggio e di sottostrutture, come anche la possibilità di realizzare superfici curve. È però necessario prendere in considerazione una maggiore flessibilità e varie opzioni riguardanti le differenze di progettazione, al fine di ottenere standardizzazione, test e certificazione di questi moduli BIPV; questo poi influisce sulla verifica delle proprietà elettriche, meccaniche ed ottiche. Inoltre, il fatto che la scatola di giunzione, in un sistema BIPV, generalmente viene nascosta nello spazio compreso tra il modulo e la superficie sottostante, rende più difficile l’accesso da parte di personale specializzato rispetto all’installazione di BAPV. Ciò impedirà l’ispezione, ad esempio, mediante una

145 telecamera IR, aumentando di conseguenza il rischio di guasti elettrici non rilevati.

Infine, in molti casi di utilizzo di elementi BIPV si registra una temperatura media più alta; questo parametro è molto importante quando si tratta, ad esempio, di una vetrata isolante, che ha lo scopo di fornire quindi un buon isolamento termico dell’edificio. Le celle sono posizionate nello spazio presente fra i vetri, dove la mancanza di ventilazione in corrispondenza della superficie posteriore spesso si traduce in alti valori di temperatura che possono avere un grande impatto sulla tensione delle celle. In questo, come in altri casi di installazione senza ventilazione e con isolamento posteriore, si ottengono quindi temperature molto diverse rispetto al caso di FV indipendente. In alcuni casi, è possibile raggiungere una temperatura media più bassa favorendo un elevato scambio termico mediante effetti conduttivi, convettivi e radiativi.

Di seguito viene riportato un confronto tra un modulo fotovoltaico tradizionale e un prodotto BIPV avanzato:

➢ Modulo FV convenzionale:

• Relativamente comune in tutto il mondo, e di conseguenza vi sono molte infrastrutture;

• L’efficienza dei pannelli è aumentata nel tempo, mentre il prezzo è diminuito;

• Durabilità fino a 25 o 30 anni, continuando a funzionare ad una capacità più o meno nominale;

• Standard industriali sviluppati e ben conosciuti dagli installatori; • Facilmente installabili in copertura senza richiedere alcuna revisione

strutturale;

146 • Opzioni di posizionamento limitate generalmente in copertura o, se

possibile, montati in piano. ➢ Prodotto BIPV avanzato:

• Mercato ridotto, molte tecnologie sono ancora in fase di sviluppo e non sono competitivi da un punto di vista economico in confronto ai pannelli convenzionali;

• Infrastrutture, norme e competenze ancora da sviluppare;

• Esteticamente piacevoli, possono esser facilmente integrati nell’edificio e dargli un aspetto elegante e moderno;

• Possono sostituire quasi tutti i materiali per l’esterno dell’edificio e quindi ridurne i costi a lungo termine grazie al risparmio energetico.