Il linguaggio architettonico del fotovoltaico, oltre la semplice funzione

L’uso del fotovoltaico è ormai entrato nel lin­guaggio e nella prassi comune, non solo tra i professionisti del settore, ma anche tra il grande pubblico. Tuttavia, quando si parla di un edificio solare, non ci si riferisce semplicemente alla presenza di pannelli fotovoltaici.

Per comprendere appieno questa differenza, è utile fare un parallelo tra l’organismo edilizio e quello umano, una metafora che ben rappresenta le diverse interpretazioni dei componenti tecnologici e la loro interazione con l’ambiente.

Oltre a tutti i principi dell’architettura bioclimatica per un uso efficiente della risorsa solare, in questo nuovo contesto di sfruttamento attivo dell’energia solare, il fotovoltaico può essere considerato come il vestito dell’edificio, la sua pelle che lo protegge e ne definisce l’identità.

Dalla pratica comune alla personalizzazione

Perché accontentarsi di coprire un edificio con semplici pannelli standardizzati, che soddisfano unicamente la funzione di produzione elettrica? Questo approccio è paragonabile a indossare un abito industriale e generi­co, che svolge sì la sua funzione primaria di copertura, ma senza trasmettere alcuna identità o qualità estetica.

Così come un abito su misura, creato con cura sarto­riale, non solo protegge ma esprime anche lo stile, la personalità e il gusto di chi lo indossa, allo stesso modo il rivestimento fotovoltaico di un edificio può andare oltre la semplice funzionalità.

Il sistema Bipv (Building Integrated Photovoltaics) rappresenta una nuova frontiera, dove il fotovoltaico non è più un mero aggiunto alla struttura, ma diventa parte integrante del linguaggio architettonico e della tecnologia edilizia ¹.

Qui, la tecnologia incontra il design, e l’industria si fonde con la sostenibilità per creare solu­zioni che rispondono non solo alle esigenze energetiche, ma anche a quelle estetiche e funzionali dell’utente.

Dunque, da un lato, l’evoluzione della tecnologia foto­voltaica ci invita a esplorare nuovi modelli industria­li e produttivi, dove l’innovazione non si limita alla performance tecnica, ma abbraccia anche il design e l’estetica senza limiti. D’altro canto, per affrontare la sfida dei costi e favorire l’implementazione su larga scala, si parla sempre più di mass-customization, un approccio che mira a trovare il miglior compromesso tra flessibilità, architettura, efficienza energetica e costi.

Così come un abito di qualità può coniugare personalizzazione e produzione industriale, anche il Bipv evolve verso soluzioni che combinano design su misura e processi produttivi standardizzati.

Questo equilibrio consente di rendere il rivestimento fotovol­taico accessibile a un mercato più ampio, mantenendo al contempo valore estetico e sostenibilità economica, diffondendo il Bipv come soluzione energetica integrata e distintiva per un numero crescente di edifici ².

Evoluzione della tecnologia fotovoltaica in edilizia

Il dibattito tra tecnologia e architettura ha accompa­gnato l’uso del fotovoltaico nel settore delle costru­zioni fin dai suoi primi passi. Già dagli anni ‘80, in Germania prima e nel resto d’Europa poi, sono stati realizzati i primi edifici dimostrativi che hanno spe­rimentato l’integrazione del modulo solare (sia a base di silicio cristallino che con il film sottile) all’interno dei componenti dell’involucro edilizio.

L’impiego di una tecnologia, originariamente svilup­pata per l’ambito spaziale e successivamente atterrata sugli edifici con l’obiettivo primario di produrre energia elettrica, ha inizialmente suscitato reazioni contrastan­ti.

Inizialmente considerato un componente accessorio, simile a un’antenna o a un elemento aggiuntivo con una funzione specifica, solo nel corso degli anni il fotovoltaico ha iniziato a essere studiato come un vero e proprio materiale da costruzione.

Quest’evoluzione ha coinciso con l’aumento delle esigenze energetiche e ambientali degli edifici, portando il fotovoltaico a prendere sempre più la forma, la funzione e l’aspetto dei componenti edilizi tradizionali, dalla copertura alle pareti perimetrali, fino ai sistemi di ombreggiamento e alle finestre.

Il mercato Bipv: storia e sviluppi recenti

L’iniziale sviluppo del mercato Bipv in Europa, sti­molato dalle politiche incentivanti sulle energie rin­novabili, ha conosciuto origine dopo il boom degli anni 2000 con una fase di transizione che, seppure limitata, ha portato a una significativa sperimentazione e all’emergere di alcune realtà industriali innovative.

Le tecnologie inizialmente disponibili, si sono sviluppate soprattutto per le coperture opache discontinue (come tegole solari) e per alcuni sistemi in pareti verticali, comprese facciate ventilate e continue.

Nonostante i primi successi, il quadro prestaziona­le e normativo per la qualificazione dei prodotti e la progettazione di questi sistemi, la flessibilità e i fattori che ne determinavano il costo sono rimasti a lungo indefiniti. Le prime realizzazioni, spesso frutto del lavoro di architetti pionieri sensibili ai temi della sostenibilità ambientale, hanno evidenziato sia le po­tenzialità che i limiti del Bipv.

Le dimensioni imposte dalla produzione industriale serializzata, il linguaggio prevalentemente articolato intorno alla cella solare, i limiti nella personalizzazione di forme, dimensioni e colori, hanno reso questa tecnologia inizialmente ac­cessibile solo a una nicchia di specialisti, spesso anche considerati tecnocrati o estremisti dell’architettura ambientalista ³.

Sfida della ricerca e sviluppo: superare i limiti

Negli ultimi 10 anni, la ricerca e lo sviluppo nel setto­re del fotovoltaico integrato hanno mirato a superare i limiti iniziali, con l’obiettivo di trasformare questa tecnologia in un materiale edilizio convenzionale.

Un focus particolare della ricerca si è concentrato sulla su­perficie esteriore dei moduli fotovoltaici, solitamente in vetro, sviluppando una vasta gamma di soluzioni innovative.

Queste includono trattamenti superficiali, l’utilizzo di film speciali e l’introduzione di diverse colorazioni o trattamenti, che hanno avuto la duplice funzione di migliorare l’estetica — mascherando effi­cacemente le celle solari e permettendo ogni possibile trattamento della superficie — e di mantenere buo­ne prestazioni elettriche del sistema. Inoltre, questi progressi sono stati ottenuti mantenendo i costi a un livello competitivo.

Grazie a questo sforzo integrato tra industria, ricerca e architettura, il fotovoltaico è oggi un materiale da costruzione a tutti gli effetti, sempre più performante, flessibile e personalizzabile, e meno costoso rispetto al passato.

Fotovoltaico come materiale edilizio convenzionale

La competitività economica del fotovoltaico in fase di investimento iniziale ha raggiunto ormai quella dei materiali tradizionali, con l’unica differenza che i pro­dotti Bipv sono gli unici in grado di produrre energia, offrendo così anche un vantaggio economico nel ciclo di vita.

Rendere attive le superfici di un edificio consente di produrre energia e denaro su ogni metro quadro, garantendo un vantaggio sia economico sia ambientale. Inoltre, grazie all’elevato tasso di riciclabilità di questi elementi multifunzionali, si rafforza ulteriormente il loro ruolo nella costruzione di edifici sostenibili.

Sfide culturali: superare le barriere all’adozione del Bipv

Nonostante i progressi tecnologici e le potenzialità uniche offerte dai sistemi Bipv, una delle sfide più grandi rimane quella culturale.

Ancora pochi pro­fessionisti, nonostante l’imperativo ambientale che pervade ogni sfera della nostra società, conoscono appieno le potenzialità di questi sistemi e l’oppor­tunità di trasformare un edificio in un organismo solare ed esteticamente piacevole.

Grazie all’emergere di nuove figure professionali, oggi è possibile superare alcune delle complessità pro­gettuali che questi sistemi multifunzionali possono presentare.

Professionisti specializzati oggi sono in grado di garantire l’analisi delle migliori strategie, la definizione di un processo integrato e interdiscipli­nare, e la selezione dei migliori produttori e fornitori di tecnologia, assicurando dal concetto iniziale fino alla realizzazione qualità, efficienza e convenienza nell’adozione del fotovoltaico come nuovo materiale per l’edificio solare e sostenibile del futuro.

Una nuova era per l’edilizia solare

La prossima parola d’ordine? Buona progettazione solare a tutti. Il futuro dell’edilizia passa attraverso l’integrazione armoniosa del fotovoltaico come ele­mento funzionale e architettonico.

Grazie all’impegno congiunto di ricerca, industria e professionisti, il foto­voltaico integrato negli edifici si sta affermando come una soluzione versatile, capace di dialogare e convivere con materiali tradizionali e innovativi, trasformando ogni edificio in una fonte di energia sostenibile e in un simbolo di bellezza per il XXI secolo.

di Pierluigi Bonomo

Note

1. Building Integrated Photovoltaics (Bpv): Analysis of the Technological Transfer Process and Innovation Dynamics in the Swiss Building Sector by Pierluigi Bonomo and Francesco Frontini, Buildings 2024, 14(6), 1510; https://doi.org/10.3390/ buildings14061510
2. Building Integrated Photovoltaics: A practical handbook for solar buildings’ stakeholders. Bipv Status Report 2024. Supsi, Bequerel (https://solarchitecture.ch/bipv-status-report-2024/)
3. Bonomo, F. Frontini, R. Loonen, Ahme Reinders, Comprehensive review and state of play in the use of photovoltaics in buildings, Energy and Buildings, Volume 323, 2024, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.114737.