Progetto Energia Zero

Il fotovoltaico è una tecnologia che consente di trasformare direttamente la luce solare in energia elettrica, sfruttando il così detto effetto fotovoltaico. Questo effetto si basa sulla proprietà che hanno alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati di generare  direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare, senza l’uso di alcun combustibile. Il dispositivo più elementare capace di convertire la luce solare in  energia elettrica è la  cella fotovoltaica. Gli elementi costituenti il modulo fotovoltaico sono le celle e il vetro. La  cella fotovoltaica è costituita da una sottile fetta (dello spessore di 4 micron detta wafer) e  di un  materiale semiconduttore, molto spesso il silicio. Le celle fotovoltaiche hanno  solitamente una colorazione blu scuro, derivante dal rivestimento antiriflettente (ossido di  titanio), molto importante per ottimizzare la captazione dell’irraggiamento solare.

La misura delle celle può variare molto: le più comuni sono 10X10 cm, 12,5X12,5 cm, 15X15 cm, ma è possibile averle anche 5X15 cm e 10X15 cm; la loro forma è prevalentemente quadrata. Le celle sono tra di loro collegate elettricamente realizzando un MODULO FOTOVOLTAICO; un modulo tipo ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed è formato da 30-36 celle. Un insieme di moduli, collegati elettricamente in serie in modo da fornire la tensione richiesta, costituisce una STRINGA; più stringhe collegate generalmente in parallelo, per  fornire la potenza richiesta, costituiscono il GENERATORE FOTOVOLTAICO. I moduli sono montati su una struttura meccanica capace di sostenerli ed orientata in modo da massimizzare la captazione dell’irraggiamento solare. La corrente elettrica generatasi all’interno del pannello è  tanto maggiore quanto maggiore è la quantità di luce incidente.

Il bilancio energetico dell’edificio ai fini della valutazione del fabbisogno di energia per il riscaldamento prevede il calcolo:
• delle perdite di calore per trasmissione (attraverso l’involucro opaco e trasparente);
• delle perdite di calore per ventilazione;
• degli apporti gratuiti solari;
• degli apporti gratuiti dovuti alla presenza delle persone e ad apparecchiature.

I parametri che influiscono sul bilancio sono:

• tipologia edilizia;
• destinazione d’uso e numero di occupanti;
• tipologia di impianto di riscaldamento;
• localizzazione per tipo di clima e gradi giorno della zona;
• esposizione dell’edificio e di ciascuna parete opaca e trasparente esterna;
• trasmittanza delle pareti opache e trasparenti.

La diagnosi energetica consiste in quelle attività atte ad individuare “lo stato di salute” del sistema edificio. Attraverso la diagnosi è possibile individuare e classificare le dispersioni energetiche dell’involucro edilizio, definire i quattro rendimenti medi stagionali (di emissione, di regolazione, di distribuzione e di produzione del calore), nonché rilevare i valori anomali, che segnalano le parti “sofferenti” dell’edificio o dell’impianto, che risultano bisognosi di interventi migliorativi

CALORE SPECIFICO – J/Kg °C

Quantità di calore richiesta per innalzare la temperatura dell’unità di massa del materiale di 1°C .
Il prodotto del calore specifico per la massa rappresenta la “capacità termica”.

CONDUTTIVITÀ TERMICA – W/m°C

Quantità di calore Q (misurato in J/s ovvero W) che attraversa un corpo di spessore unitario sottoposto ad un gradiente termico ΔT di un grado Kelvin (o Celsius).

λ=  [W/m°K]

La conducibilità termica dipende dalle caratteristiche fisico-chimiche del materiale preso in esame.

La Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) è una tecnica di valutazione degli aspetti ambientali dei potenziali impatti di un prodotto, processo o attività, attraverso l’identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti ceduti all’ambiente, consentendo di valutare e quindi migliorare tali impatti ambientali. Il ciclo di vita di un prodotto riguarda molte fasi che vanno dall’estrazione delle risorse naturali, alla progettazione, manifattura, assemblaggio, marketing, distribuzione, vendita ed uso degli eventuali scarti. Allo stesso tempo esso coinvolge anche i diversi attori, quali i progettisti, l’industria, il mercato, i venditori al dettaglio e i consumatori.

Dal punto di vista metodologico non è possibile realizzare interventi di edilizia sostenibile senza una profonda conoscenza delle caratteristiche del luogo in cui si ipotizza l’intervento.

“….Lo stile degli edifici dovrebbe essere diverso in Egitto e in Spagna, nel Ponto e a Roma e nei paesi e nelle regioni di diversa natura. Perché in una parte la terra è oppressa dal sole, in un‘altra parte la terra è troppo lontana da esso, in un ‘altra ancora è ad una distanza moderata.”

Vitruvio libro I del De Architectura

Una corretta analisi di un sito permette quindi di “conoscere il luogo” sul piano geo-biofisico, della sua memoria storica, di fatti e valori figurativi, che ne determinano la singolarità e l’unicità.

 …..Occorre poi che l’architetto conosca la scienza medica, in considerazione delle zone determinate dall’inclinazione dell’asse terrestre (in greco Klimata), e delle proprietà dell’aria e dei luoghi, che possono essere salubri o malsani, e delle acque; se non si prendono in considerazione infatti questi elementi non è possibile costruire alcuna abitazione salubre.

Vitruvio libro I del De Architectura

Possiamo definire “architettura bioclimatica” quel tipo di architettura che ottimizza le relazioni energetiche con l’ambiente naturale circostante mediante il suo disegno architettonico. La parola “bioclimatica” vuole mettere in relazione l’uomo, “bios“, come utente dell’architettura davanti all’ambiente esterno, il “clima“, essendo l’architettura un risultato della interazioni fra entrambi.

È sufficiente un veloce sguardo alle strategie architettoniche popolari applicate nel passato per renderci conto che i principi bioclimatici non sono affatto nuovi. L’unico modo in cui l’uomo poteva proteggersi dalle condizioni climatiche avverse era attraverso l’architettura stessa, grazie a semplici ma raffinate tecniche, ovunque diverse in relazione alle condizioni climatiche locali.