Verde Pensile & Fotovoltaico

La discrepanza tra la durata del manto di copertura e quella dei pannelli fotovoltaici è un dettaglio che, se trascurato in fase di progettazione, può portare a complicazioni significative in seguito. Il manto, spesso meno duraturo dei pannelli, potrebbe necessitare di sostituzioni mentre i pannelli sono ancora in condizione operativa ottimale. Tale sostituzione implica la rimozione e la reinstallazione dei pannelli, un processo che potrebbe compromettere la loro integrità strutturale e funzionale, con conseguente perdita di efficienza e produttività.

Con l’integrazione di un tetto verde, la durata del manto aumenta superando la vita operativa dei pannelli stessi. Il tetto verde preserva il manto da deterioramenti, proteggendolo da elementi atmosferici, radiazioni UV e fluttuazioni termiche, mitigando il degrado e l’usura e riducendo la necessità di interventi di manutenzione o sostituzione prematura.

L’adozione di tetti verdi fotovoltaici, quindi, non solo minimizza i costi e i disagi legati a manutenzione e sostituzione, ma contribuisce anche a conservare l’efficienza e l’integrità dei pannelli fotovoltaici, prevenendo danni derivanti da reinstallazioni.

La potenza nominale dei pannelli fotovoltaici è definita dal Flash Test, il quale considera condizioni standard di temperatura, irraggiamento e velocità del vento. Tuttavia, le reali condizioni operative spesso divergono da questi standard, portando a una riduzione dell'efficienza di conversione energetica, soprattutto con l'aumento delle temperature delle celle.

I coefficienti termici dei pannelli variano significativamente a seconda della tecnologia fotovoltaica impiegata. Ad esempio, i pannelli cristallini hanno il coefficiente più alto, con una perdita del 0,45% di efficienza per ogni 1°C in più rispetto alla temperatura standard di 25°C. L'aumento delle temperature estive incide negativamente sulla produttività degli impianti fotovoltaici.

L’uso di un tetto verde può mitigare questo problema, mantenendo le temperature più basse, intorno ai 25-30°C, a confronto con le temperature, che possono raggiungere i 50-85°C, riscontrate su materiali artificiali impermeabili.

Un sistema solare fotovoltaico e un tetto verde sono dunque perfettamente compatibili perché da un lato si vanno a migliorare le prestazioni dei pannelli solari, mantenendo le temperature più basse, dall’altro la vegetazione sul tetto beneficia delle aree ombreggiate che vengono create dai pannelli solari, provocando un aumento naturale della biomassa e, in alcuni casi, anche un’estensione del numero di specie di piante e della biodiversità.

Di seguito alcune ricerche sul tema che analizzano e contestualizzano i vantaggi dell’applicazione congiunta in varie situazioni e fasce climatiche.

a) Confrontando i sistemi di tetti verdi fotovoltaici e fotovoltaici a Hong Kong, Huie Chan (2011) si è giunti alla conclusione che i sistemi fotovoltaici che utilizzano un approccio integrato generano l'8,3% di potenza in più rispetto all'opzione stand-alone (dati pubblicati dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Università di Hong Kong).

b) Uno studio condotto dal fornitore energetico tedesco Polarstern e la Wilhelm Büchner University ha pubblicato i risultati sulla presenza di vegetazione che aumenta le prestazioni dell’impianto fotovoltaico in media del 4,3% fino ad un picco del 8% in base alla tecnologia utilizzata.

C) Una review generale di 145 studi del settore ad opera di Shafique, Luo e Zuo (2020) riconferma l’esistenza dei vantaggi già citati e fornisce un’ampia bibliografia di riferimento per adattarli alle diverse condizioni ambientali.

In definitiva l’aspetto che è più influente per quantificare il vantaggio economico dato dall’applicazione congiunta dei due sistemi è rappresentato dall’evapotraspirazione potenziale (ETp). Questo fattore misura la capacità del sistema a verde di trasferire umidità all’atmosfera, quindi di raffreddare l’ambiente circostante, che aumenta all’aumentare della temperatura e diminuisce all’aumentare della quantità d’acqua o vapore acqueo contenuta nell’atmosfera. Per adattare l’aumento di resa citato in precedenza al contesto italiano occorre quindi considerare che il clima mediterraneo, è più caldo di quello continentale tedesco e meno umido di quello subtropicale ad Hong Kong.

La tecnologia avanzata proposta dai sistemi DAKU offre soluzioni innovative nel settore dei tetti verdi fotovoltaici, consentendo l'installazione di impianti fotovoltaici in copertura senza compromettere l'integrità del manto impermeabile. Questo è reso possibile sfruttando il peso intrinseco del sistema di verde pensile per stabilizzare le basi dell’impianto fotovoltaico. Questo approccio non solo garantisce la protezione e la salvaguardia delle struttura isolante e impermeabilizzante del tetto, ma fornisce anche un supporto stabile ed efficace per i pannelli fotovoltaici.

In aggiunta, l'impiego di vegetazione accuratamente selezionata nei sistemi DAKU offre ulteriori benefici ambientali. Questa vegetazione è in grado di filtrare e trattenere un'ampia gamma di inquinanti atmosferici, inclusi i particolati fini, i quali, sedimentandosi sulle superfici dei pannelli, possono altrimenti ridurre significativamente l'efficienza dell'impianto nel tempo. Questa caratteristica contribuisce non solo a mantenere alta la resa dell'impianto fotovoltaico, ma anche a migliorare la qualità dell'aria circostante, fornendo un ambiente più sano e sostenibile.