(Rinnovabili.it) – A Trevignano Romano è stato realizzato il primo impianto fotovoltaico tra quelli finanziati in conto capitale all’80% dal Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio nel 2002 nell’ambito del programma “Alta Valenza Architettonica (D.d. n. 111/SIAR/2000). L’impianto è costituito da un generatore fotovoltaico della potenza di 40,5 kWp integrato nella struttura di copertura delle tribune dello Stadio Comunale. Il programma ministeriale era indirizzato a favorire lo sviluppo di soluzioni innovative nel settore delle applicazioni edili del fotovoltaico, quei progetti che consentono di utilizzare i moduli fotovoltaici direttamente come componenti edili. La sovrapposizione omogenea delle funzioni tecniche del generatore di energia elettrica con quelle tecnologiche ed architettoniche della struttura di copertura delle tribune ha offerto la possibilità di ottenere un elevato standard di integrazione. Le interessanti potenzialità del futuro mercato del settore sono costituite proprio da questo connubio: fotovoltaico/architettura. Attualmente è possibile realizzare interi “edifici fotovoltaici” integrando i moduli in ogni componente della loro “pelle esterna” (facciate, coperture, rivestimenti, balaustre, vetrate,ecc.). L’impianto presso lo Stadio di Trevignano produce circa 50.000 kWh annuali; la quantità di energia elettrica sufficiente per la completa autonomia di circa 15 alloggi da 100 m2 ognuno. Nello specifico esso servirà a rendere autonoma l’intera struttura sportiva e a risparmiare circa 49.000 kg CO2/anno. La struttura di copertura è realizzata in acciaio zincato e ha il duplice scopo di proteggere gli spettatori dagli agenti atmosferici e di sostenere integralmente il generatore fotovoltaico. Per evitare impedimenti visivi, la struttura è priva di appoggi sul lato frontale, mentre è sostenuta da due file di pilastri posizionati nella parte posteriore. La copertura, completamente aggettata verso il campo da gioco, è caratterizzata da una forma ad “ala di gabbiano” derivata dallo sviluppo curvilineo delle travi. I profili e gli ingombri formali della struttura sono stati particolarmente studiati per renderla compatibile con il particolare contesto naturale che la ospita. Nella concezione dell’impianto non si è voluto nascondere ma anzi valorizzare, già dall’aspetto formale, la sua componente “energetica”, al fine di realizzare anche un sistema dimostrativo in grado di evidenziare immediatamente le sue potenzialità innovative; la scelta dei moduli fotovoltaici in “doppio vetro” consente, anche dal basso, la completa fruizione delle componenti tecnologiche. Con questa struttura, modulare e facilmente replicabile in altre situazioni, si intende dimostrare la maturità tecnologica e progettuale delle applicazioni nel settore dei generatori fotovoltaici integrati all’architettura. L’intervento è stato realizzato in un’area completamente racchiusa dal territorio del Parco Regionale di Bracciano-Martignano. È stato appositamente scelto un sito con valenze ambientali e di grande qualità naturalistica per amplificare il potenziale dimostrativo di un impianto destinato all’utilizzazione di fonti rinnovabili. Il Parco rappresenta il tipico paesaggio vulcanico che si estende su gran parte della fascia collinare a nord della capitale. A cavallo delle province di Roma e Viterbo, il Parco comprende i laghi di Bracciano e Martignano, il primo dei quali costituisce la più grande riserva di acqua potabile della capitale, riserva che viene utilizzata in occasione di emergenze idriche.
Caratteristiche e aspetti innovativi dell’impianto
- i moduli fotovoltaici sono stati appositamente realizzati in sandwich “doppio vetro”: si è studiato il giusto compromesso tra superficie delle celle FV (effetto frangisole per abbattimento del carico termico solare) e lo spazio lasciato libero tra una e l’altra attraverso il quale è possibile vedere costantemente i raggi solari (effetto visivo di semitrasparenza e di leggerezza strutturale);
- la forma della copertura ad ala di gabbiano è stata studiata per ottenere una buona performance rispetto ai venti predominanti e, allo stesso tempo, per ottenere un piacevole fenomeno di raffrescamento naturale grazie alla formazione di correnti d’aria naturali al di sotto della struttura;
- la portanza aerodinamica dell’ala è notevole (superiore a quella di un Boeing 747) e ciò ha reso particolarmente complessa la struttura. Complessità evidenziata anche dalla necessità di non collocare appoggi frontali (evitare ingombri visivi agli spettatori). Il risultato è che tutta la copertura è sostenuta da due file di pilastri posti nella parte posteriore, mentre nella zona anteriore essa è completamente aggettata nel vuoto (tensostruttura);
- l’acustica delle tribune è stata studiata per consentire l’utilizzazione dell’impianto anche per eventi diversi da quelli sportivi montando un palco al di sotto della copertura;
- tutta la parte meccanica della struttura è assemblata grazie a nodi strutturali appositamente progettati e di facile montaggio (uso di pochissimi bulloni); ciò rende la copertura modulare e facilmente replicabile in altri siti;
- le tre file di moduli esposti a nord (parte posteriore) sono metallici;
- nelle vicinanze della copertura è posizionato il Centro di Conversione dell’energia;
- questo locale, dove sono collocati i dodici inverter e il sistema di telecontrollo, è stato studiato per funzionare come piccolo centro dimostrativo.
Il sistema fotovoltaico
Il campo fotovoltaico è composto da 312 moduli da 130 W di potenza con celle in silicio policristallino, connessi tra loro e ai quadri di campo per mezzo di cavi elettrici. La potenza complessiva del generatore fotovoltaico è quindi pari a 40.560 Wp.
Ogni modulo è costituito da 72 celle connesse elettricamente in serie ed incapsulate in un sandwich di vetro temperato ad alta trasmittanza sul lato esposto al sole e un pannello in tedlar trasparente nella parte posteriore. I moduli sono stati appositamente realizzati, seguendo le specifiche progettuali e lo studio sulla distanza libera tra cella e cella, allo scopo di ottenere un giusto rapporto tra capacità di ombreggiamento e semitrasparenza. Ciò per garantire uno standard di comfort allo spettatore e, allo stesso tempo, la costante possibilità visiva di individuare la posizione del sole anche al di sotto della copertura. Le caratteristiche elettriche del modulo, detto SOL 125 P72, realizzato ad hoc per l’impianto, sono misurate in condizioni standard (AM=1,5 E=1000/mq T=25°C). Vedi tabella 1 per ulteriori specifiche tecniche.
Il campo fotovoltaico risulta costituito da due sottosistemi di potenza pari a 20 kWp ognuno. Ogni impianto è formato da 6 sottocampi composti da 26 moduli fotovoltaici ciascuno. I moduli sono collegati, a loro volta, mediante un parallelo di due stringhe da 13 moduli in serie, mentre i sottocampi sono collegati a 6 gruppi elettronici di conversione statica (inverters) che trasformano la corrente continua, prodotta dalle stringhe fotovoltaiche, in corrente alternata richiesta dalla rete. Le caratteristiche del sistema FV sono riepilogate dalla tabella 2.
Gli inverter sono del tipo IGBT, a tensione impressa full-digital, comprendenti le logiche di comando, di protezione e di autodiagnostica. Essi sono inoltre provvisti di separazione galvanica tra i moduli FV e la rete di distribuzione e protetti contro il funzionamento “ad isola”: al mancare della tensione di rete si scollegheranno automaticamente dalla rete stessa e resteranno in attesa di ripristino delle normali condizioni operative prima di procedere, in automatico, alla riconnessione. Le caratteristiche principali degli inverters sono come da tabella 3.
Il progetto è stato realizzato dall’arch. Mauro Spagnolo, coordinatore dello Studio Spagnolo Rocchegiani Architetti Associati. L’opera è stata realizzata da un’ATI coordinata dall’azienda romana Warex srl (tecnologia fotovoltaica).