Tapparelle solari: come funzionano, vantaggi e aspetti da valutare
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Le tapparelle solari combinano la funzione di schermatura delle finestre con l’utilizzo dell’energia proveniente dal sole. Il termine può indicare soluzioni differenti: esistono tapparelle motorizzate alimentate da un piccolo pannello fotovoltaico, ma anche sistemi a lamelle fotovoltaiche capaci di ombreggiare gli ambienti e contemporaneamente produrre energia elettrica.
Questa seconda configurazione è particolarmente interessante quando si vuole utilizzare anche la superficie della facciata per la produzione energetica, per esempio quando il tetto non offre spazio sufficiente o presenta un’esposizione poco favorevole. Prima dell’installazione è però necessario valutare orientamento delle finestre, quantità di radiazione solare disponibile, dimensioni delle superfici, collegamento elettrico e caratteristiche dell’edificio.
Cosa si intende per tapparella solare
Una schermatura solare tradizionale ha principalmente il compito di controllare la luce e limitare l’ingresso diretto della radiazione solare attraverso le finestre. Una soluzione fotovoltaica aggiunge a questa funzione la possibilità di trasformare una parte della radiazione ricevuta in energia elettrica.
Le celle fotovoltaiche possono essere integrate direttamente nelle lamelle. In questo modo una superficie normalmente utilizzata soltanto per regolare luce e calore assume una seconda funzione energetica.
Si tratta di un principio coerente con quello del fotovoltaico integrato negli edifici. Gli studi dedicati ai sistemi BIPV, cioè Building Integrated Photovoltaics, considerano infatti il fotovoltaico non soltanto come un componente aggiunto all’edificio, ma come un elemento capace di svolgere contemporaneamente una funzione architettonica. Anche le schermature possono essere progettate in questa logica.
Come viene prodotta l’energia
Il principio di base è quello di un normale sistema fotovoltaico. Le celle presenti sulla superficie intercettano la radiazione solare e producono corrente elettrica continua.
L’energia deve quindi essere gestita attraverso l’elettronica del sistema e, quando deve essere utilizzata nell’impianto elettrico dell’edificio, attraverso un inverter che converte la corrente continua in corrente alternata.
A seconda della configurazione, l’energia prodotta può essere utilizzata direttamente nell’edificio, gestita insieme alla rete oppure accumulata attraverso una batteria compatibile. La soluzione concreta dipende dalle caratteristiche dell’impianto e dal tipo di collegamento previsto.
La quantità di energia ottenibile non è costante. Cambia in funzione dell’esposizione, della stagione, dell’orientamento della facciata, dell’inclinazione delle lamelle, della presenza di ombre e delle condizioni meteorologiche.
Perché utilizzare lamelle orientabili
Una delle caratteristiche più interessanti delle schermature a lamelle è la possibilità di modificare l’angolo rispetto alla finestra. Nei sistemi automatizzati l’inclinazione può essere regolata in funzione della posizione del sole.
Questo movimento svolge due funzioni. Da una parte permette di controllare la quantità di luce e radiazione che entra nell’ambiente; dall’altra può migliorare l’esposizione delle celle fotovoltaiche durante determinate ore della giornata.
L’automazione diventa quindi una parte importante del sistema. Sensori e controlli possono modificare la posizione delle lamelle in base alle condizioni esterne, mentre altre configurazioni permettono anche una gestione manuale.
Schermatura solare e comfort estivo
Il vantaggio di una tapparella fotovoltaica non deve essere valutato soltanto in base ai kWh prodotti. Una schermatura esterna può infatti ridurre la quantità di radiazione che raggiunge direttamente il vetro e contribuire a contenere il surriscaldamento degli ambienti durante l’estate.
ENEA sottolinea come le schermature solari abbiano un ruolo importante nella progettazione energetica degli edifici perché possono ridurre gli apporti solari indesiderati durante la stagione calda e contribuire quindi alla diminuzione del fabbisogno per il raffrescamento. Maggiori informazioni sul comportamento delle schermature sono disponibili negli approfondimenti di ENEA.
In una finestra fortemente esposta al sole, quindi, il beneficio può essere doppio: produrre una quantità di energia elettrica e contemporaneamente ridurre parte del carico termico che entrerebbe nell’edificio.
Quali sono i principali vantaggi
- Utilizzo della facciata per produrre energia, anche quando lo spazio disponibile sul tetto è limitato.
- Schermatura della radiazione solare, utile soprattutto nei mesi più caldi.
- Regolazione della luce naturale attraverso l’orientamento delle lamelle.
- Possibilità di integrare automazioni e sistemi di gestione intelligente.
- Utilizzo di una stessa superficie per svolgere contemporaneamente una funzione architettonica ed energetica.
Proprio questa multifunzionalità rappresenta uno degli aspetti più interessanti. La Commissione europea include infatti tra le tecnologie solari integrate negli edifici quelle capaci di generare energia e contemporaneamente svolgere una funzione propria dell’involucro edilizio. Il quadro europeo punta inoltre a una maggiore diffusione delle tecnologie solari negli edifici nei prossimi anni. Informazioni aggiornate sono disponibili su EUR-Lex.
Orientamento della finestra: quanto conta
La posizione della finestra è uno dei primi elementi da verificare. Una schermatura installata su una facciata che riceve molte ore di sole può avere un comportamento molto differente rispetto allo stesso sistema montato su una superficie costantemente ombreggiata.
Le facciate rivolte a sud possono ricevere una quantità significativa di radiazione nell’arco della giornata, mentre quelle esposte a est e ovest vengono interessate soprattutto rispettivamente durante la mattina e il pomeriggio.
Non bisogna però considerare soltanto il punto cardinale. Edifici vicini, alberi, balconi, aggetti e altri elementi possono creare ombreggiamenti che riducono la produzione fotovoltaica. Anche l’altezza dell’edificio e la posizione della finestra possono modificare sensibilmente il risultato.
Le tapparelle solari sostituiscono un impianto fotovoltaico sul tetto?
Non necessariamente. Una superficie fotovoltaica verticale ha caratteristiche differenti rispetto a un impianto installato su una copertura con inclinazione e orientamento ottimizzati.
Le tapparelle solari devono quindi essere considerate soprattutto come una possibilità di sfruttare superfici che altrimenti non produrrebbero energia. Possono essere particolarmente interessanti in edifici con molte superfici vetrate, appartamenti che non dispongono di un tetto utilizzabile oppure situazioni nelle quali si vogliono integrare schermatura e produzione elettrica.
Quando invece è disponibile una grande copertura ben esposta, un impianto fotovoltaico tradizionale può offrire una superficie produttiva maggiore. Le due tecnologie possono anche essere considerate complementari anziché alternative.
Cosa cambia rispetto alle tapparelle alimentate a energia solare
È importante distinguere due prodotti che possono essere indicati con espressioni simili.
Una tapparella motorizzata a energia solare utilizza normalmente un piccolo pannello fotovoltaico per caricare una batteria che alimenta il motore necessario ad alzare e abbassare il telo. In questo caso l’energia prodotta serve principalmente al funzionamento della tapparella stessa.
Una schermatura fotovoltaica progettata per produrre elettricità utilizza invece una superficie solare più estesa e può trasferire l’energia generata verso l’impianto elettrico o un eventuale sistema di accumulo.
Capire questa differenza è fondamentale quando si confrontano prodotti e preventivi, perché funzione, componenti e quantità di energia coinvolta sono molto diversi.
Installazione interna o esterna
Quando l’obiettivo comprende anche la produzione fotovoltaica, l’installazione esterna tende generalmente a offrire condizioni di esposizione più favorevoli perché la radiazione raggiunge direttamente le celle senza attraversare il vetro.
Una schermatura esterna è inoltre più efficace nel bloccare il calore prima che raggiunga il serramento. L’installazione deve però tenere conto di vento, pioggia, dimensioni della finestra e caratteristiche della facciata.
Le soluzioni interne possono essere più protette dagli agenti atmosferici, ma il vetro può ridurre la quantità e modificare le caratteristiche della radiazione disponibile. Anche in questo caso, quindi, la produzione effettiva deve essere valutata sulla configurazione reale.
Cosa controllare prima dell’installazione
Prima di scegliere un sistema è utile verificare:
- orientamento delle finestre e presenza di ombre durante le diverse ore della giornata;
- superficie realmente disponibile e produzione stimata per quella specifica esposizione;
- modalità di collegamento elettrico, caratteristiche dell’inverter ed eventuale compatibilità con sistemi di accumulo;
- resistenza al vento e comportamento previsto in condizioni meteorologiche avverse;
- modalità di apertura, chiusura e orientamento delle lamelle;
- rumorosità del sistema motorizzato e possibilità di controllo manuale o automatico;
- necessità di manutenzione, pulizia e accessibilità delle superfici fotovoltaiche.
È utile inoltre verificare l’eventuale presenza di vincoli sull’edificio. Quando l’installazione modifica l’aspetto esterno della facciata, soprattutto in immobili condominiali o sottoposti a tutela, possono essere necessarie verifiche ulteriori prima di procedere.
Quanto conta la manutenzione
Polvere, sporco e depositi sulla superficie delle celle possono ridurre la quantità di radiazione disponibile. La frequenza della pulizia dipende dalla posizione dell’edificio, dall’esposizione e dalle condizioni ambientali.
Oltre alla superficie fotovoltaica devono essere controllati anche meccanismi di movimento, guide, collegamenti e componenti elettrici. Nei sistemi automatizzati è inoltre importante verificare periodicamente il corretto funzionamento dei sensori e dei dispositivi di controllo.
La manutenzione dovrebbe essere considerata già durante la progettazione: una schermatura difficile da raggiungere può rendere più complicate anche semplici operazioni di pulizia.
Quando conviene scegliere le tapparelle solari
Questa tecnologia diventa particolarmente interessante quando una facciata dispone di superfici vetrate ben esposte e si vogliono combinare controllo della radiazione solare, gestione della luce naturale e produzione di energia.
Può avere senso anche quando la copertura dell’edificio non è disponibile oppure quando si vuole aumentare la superficie fotovoltaica sfruttando elementi architettonici già necessari per schermare le finestre.
La convenienza deve però essere valutata sulla singola installazione. La produzione dipende dall’irraggiamento reale e non soltanto dalla superficie nominale delle lamelle. Anche costo dell’impianto, esposizione, consumi dell’edificio e capacità di utilizzare l’energia prodotta incidono sul risultato.
Le tapparelle solari rappresentano quindi una soluzione diversa dal semplice oscurante e dal classico pannello installato sul tetto. Il loro interesse deriva soprattutto dalla possibilità di trasformare una schermatura in una superficie attiva dell’edificio. Per capire se sono adatte a una determinata abitazione è necessario valutare insieme esposizione, dimensioni, produzione prevista, controllo solare e modalità di integrazione con l’impianto elettrico.
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