Impianto Fotovoltaico presso la facoltà di Architettura, Politecnico di Milano

Impianto Fotovoltaico presso la facoltà di Architettura, Politecnico di Milano

Progettato in collaborazione con il CESI (Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano) ed il Dipartimento Servizi Tecnici del Politecnico di Milano, l’impianto da 11 kWp, posto sull’edificio “11a” del Campus Leonardo, costituisce una delle prime realizzazioni nell’ambito del Programma Tetti Fotovoltaici, promosso dal Ministro dell’Ambiente italiano.

L’intervento, realizzato tra il 2001 ed il 2002, consiste, sostanzialmente, in un’operazione di retrofit energetico, effettuata tramite l’applicazione di un sistema ad energia solare su di una struttura esistente.

L’idea di base che ha condotto all’elaborazione del progetto era quella di sfruttare, attribuendole una nuova funzionalità, la copertura leggermente inclinata di uno dei corpi principali del Campus, dotata di caratteristiche di esposizione e soleggiamento tali da renderla ottimale per l’installazione di un generatore fotovoltaico. Su di essa, infatti, trovano luogo 30 lucernari a sezione triangolare, disposti su 3 file parallele da 10 elementi ciascuna, che originariamente garantivano l’illuminazione naturale delle aule sottostanti. Successivamente, a causa di problemi d’infiltrazione meteorica, le finestrature poste sul lato nord degli shed sono state oscurate e ricoperte con una guaina di impermeabilizzazione. In questo modo, di fatto, i lucernari si sono trasformati in 30 volumi sporgenti dal piano della copertura senza alcuna funzione. La loro geometria, così come le interdistanze reciproche e l’affaccio a sud sul Parco Leonardo da Vinci (che ne garantisce l’irradiazione diurna praticamente ininterrotta per tutto l’arco dell’anno), ne fanno, tuttavia, strutture perfettamente adatte a fungere da supporto per dei moduli fotovoltaici.

L’impianto è stato progettato in modo da rivestire completamente con i suoi moduli i lati sud degli shed. A questo scopo è stata prevista l’installazione di 150 pannelli fotovoltaici, da 75 Wp ognuno, contenenti celle in silicio policristallino e dotati di cornice in alluminio anodizzato. La potenza nominale complessiva dell’impianto è pari a 11,25 kWp.

I moduli fotovoltaici sono orientati verso sud (con una deviazione di alcuni gradi), inclinati a 60 ° e posizionati a gruppi di 5 su ciascun lucernario e collegati tra loro in modo da formare complessivamente 10 stringhe.

Preliminarmente alla realizzazione si è operato un particolare approfondimento sulle tecnologie più idonee per l’installazione dei moduli, che si voleva rendere pratica ed agevole, ma che doveva contemporaneamente garantire la durabilità e la stabilità dell’impianto, anche e soprattutto in relazione all’intervento su di un organismo edilizio esistente e sottoposto più volte a lavori di ristrutturazione e manutenzione straordinaria. La soluzione più idonea si è dimostrata quella che ha previsto l’impiego di speciali staffature metalliche, appositamente studiate. L’interconnessione tra i pannelli fotovoltaici e le solette in cemento armato che costituiscono le facce sud degli shed, infatti, viene realizzata tramite elementi ad L e ad W, dimensionati in maniera tale da consentire il fissaggio delle cornici dei moduli e da lasciare un’intercapedine ventilata tra quest’ultimi e le superfici retrostanti.

La conversione dalla corrente continua in uscita dal generatore alla corrente alternata per l’alimentazione dell’utenza è realizzata per mezzo di 5 inverter collegati in parallelo (tre da 3 kVA e due da 1,1 kVA), ognuno dei quali riceve al proprio ingresso 2 stringhe , dotati di sistema analogico digitale per l’acquisizione dei dati di funzionamento e di dispositivo per l’inseguimento del punto di massima potenza (MPPT).

Il quadro elettrico a valle del parallelo degli inverter, che contiene la protezione di interfaccia con la rete, provvede anche al conteggio dell’energia prodotta ed alla registrazione dei dati di funzionamento.

Allo scopo di poter studiare nel dettaglio le prestazioni dell’impianto, sulla copertura è stata installata una centralina di monitoraggio dei parametri meteorologici ed ambientali, collegata al sistema centrale di acquisizione. I valori di irradianza sul piano dei moduli, potenza effettiva generata istante per istante, temperatura dell’aria, temperatura dei moduli ed energia prodotta complessivamente vengono costantemente misurati ed illustrati su di un display elettronico, visibile al pubblico.

Dovendosi inserire coerentemente su di una struttura architettonica preesistente, i moduli non sono posizionati secondo la configurazione propriamente ottimale, ma hanno un’inclinazione superiore a quella consigliata per il sito di Milano. Ciononostante, la produttività dell’impianto si è rivelata comunque molto buona, grazie anche alla retroventilazione dei moduli, che ne incrementa l’efficienza effettiva di conversione. L’energia generata, all’incirca 12 MWh/anno, viene completamente consumata in loco, all’interno del Politecnico.