Fotovoltaico a inseguimento solare: una soluzione rivoluzionaria per gli stadi

In un significativo passo avanti verso soluzioni energetiche sostenibili per gli impianti sportivi, i ricercatori dell'Università di Salerno e dell'Università di Napoli Federico II hanno progettato un innovativo sistema fotovoltaico (FV) su misura per stadi sportivi di piccole e medie dimensioni. Questo progetto rivoluzionario presenta un approccio innovativo allo sfruttamento dell'energia solare nel contesto dell'architettura degli stadi.

Il sistema fotovoltaico di nuova concezione è una combinazione armoniosa di moduli di copertura in metallo e pannelli fotovoltaici leggeri e flessibili. Una delle sue caratteristiche più notevoli è la leggerezza, abbinata a una rigidità "eccezionale". Secondo Fernando Fraternali, autore della ricerca, la struttura dispiegabile progettata per attivare il meccanismo di inseguimento solare è stata progettata con cura meticolosa. "La struttura dispiegabile del meccanismo di inseguimento solare è stata progettata in modo da consentirne un'applicazione agevole agli stadi esistenti", ha dichiarato a pv magazine. "Può essere integrato perfettamente in qualsiasi tetto di stadio collegando opportunamente il cavo bus a una struttura di supporto posizionata sopra il tetto esistente."

Nel loro articolo intitolato "Una struttura tensegrity per il tetto di uno stadio solare con capacità di inseguimento solare", pubblicato sulla prestigiosa rivista Thin-Walled Structures, il team di ricerca ha approfondito i dettagli del progetto proposto. Lo hanno classificato come sistema tensegrity di classe 4, in cui l'integrità strutturale dipende dall'equilibrio degli elementi di tensione.

I ricercatori hanno ulteriormente approfondito la struttura del tetto, identificata come V-expander. Questo termine si riferisce all'inserimento di un montante rigido a V all'interno della struttura tensegrity. "Il V-Expander originale, introdotto da René Motro nel suo celebre libro di testo, è un sistema a V composto da otto barre disposte in due gruppi distinti di quattro barre ciascuno, tutte di uguale lunghezza", hanno spiegato. "La nostra variante è una struttura tensegrity di classe 4 composta da otto barre e sette cavi."

La copertura fotovoltaica proposta si basa su moduli metallici triangolari, ciascuno dotato di pannelli fotovoltaici a inseguimento solare. Il movimento che aziona il meccanismo di inclinazione è attivato da un argano posizionato strategicamente in un punto appropriato. Regolando la lunghezza a riposo del cavo bus, il sistema può ottenere il movimento con un consumo energetico incredibilmente basso.

"La strategia di inseguimento solare impiega una tecnica di attuazione tensegrity, che viene regolata regolando la lunghezza a riposo di un cavo bus collegato ai montanti", hanno osservato i ricercatori. "Questo meccanismo consente alle lastre leggere del tetto, ricoperte da strisce fotovoltaiche, di inclinarsi in modo ottimale per il massimo assorbimento dell'energia solare. Le strisce fotovoltaiche possono essere realizzate con celle a film sottile amorfe, celle fotovoltaiche organiche o pannelli fotovoltaici flessibili. Inoltre, è possibile utilizzare pannelli fotovoltaici più convenzionali, purché il loro peso venga attentamente considerato durante l'analisi strutturale."

Si dice che l'approccio proposto offra un sostanziale incremento alla capacità di produzione annuale di energia elettrica del tetto solare. Rispetto a un tetto solare a pendenza fissa, può aumentare la produzione di energia fino al 54%. "La strategia di inseguimento solare a pendenza variabile si rivela particolarmente vantaggiosa durante i mesi invernali, con un conseguente aumento della produzione di energia fino all'80%", hanno sottolineato gli studiosi. "A riposo, la struttura di sollevamento funziona come un sistema tensegrity leggero."

Il gruppo di ricerca ritiene che il sistema abbia un potenziale significativo per un'ulteriore ottimizzazione. Suggeriscono che l'installazione delle sue sottounità con angoli di inclinazione variabili o l'utilizzo di inseguitori solari a due assi potrebbero migliorarne le prestazioni. "Ulteriori miglioramenti alla strategia di progettazione dello stadio solare potrebbero comportare l'adozione di celle solari al silicio ad alta efficienza, in grado di raggiungere efficienze fino al 27%-28%, nonché l'integrazione di celle bifacciali", hanno concluso. "Inoltre, il concetto di stadio tensegrity può essere ampliato per adattarsi a stadi di grandi dimensioni, aprendo nuove possibilità per soluzioni energetiche sostenibili nel settore sportivo".