(Fondazione Università di Mantova, 27.4.2007) Massimiliano Nastri ...

• l’applicazione finalizzata a schermare completamente la radiazione solare diretta e a trasmettere
la radiazione zenitale diffusa, secondo processi di riflessione e di rifrazione: questa consiste
nel cambiamento della direzione di propagazione, in seguito al passaggio da un elemento
trasparente a un altro, con la decomposizione della luce bianca nelle diverse componenti
colorate (Altomonte, 2004, pp. 178-181).
1.3.3. Gli elementi di chiusura trasparenti a taglio laser e di rifrazione
Gli elementi di chiusura trasparenti a taglio laser (laser-cut panels) e gli elementi di rifrazione
sono costituiti da lastre sottili in materiale acrilico traslucido (a esempio, in polimetilmetacrilato),
divise dall’azione di un raggio laser in una serie di porzioni in forma rettangolare (per cui la
superficie di ogni taglio agisce come uno specchio in grado di deflettere la radiazione luminosa).
Il funzionamento comporta che la radiazione luminosa sia deflessa da ogni porzione rettangolare
delle lastre per rifrazione, poi per riflessione interna e, successivamente, ancora per rifrazione:
gli elementi in esame deviano verso l’alto la radiazione luminosa relativa ad angoli di incidenza
elevati (a esempio, a 45°) e trasmettono la radiazione luminosa relativa ad angoli di incidenza
inferiori (a esempio, a 20°), permettendo la visibilità verso l’esterno.
Questi elementi, dotati anche di sottili inserti paralleli (con un angolo normale rispetto alla superficie
esterna o calibrato rispetto alle specifiche esigenze), riflettono la radiazione luminosa,
deviandola e distribuendola verso le superfici di intradosso interne (garantendo un buon livello
di visibilità), in modo funzionale a:
• l’applicazione a una determinata altezza, in modo da suddividere le chiusure trasparenti in
due porzioni;
• l’applicazione all’interno di lastre di vetro laminate, secondo la produzione di pannelli dotati
di cornici strutturali (sp. = 10÷20 mm) (Altomonte, 2004, p. 175).
1.4. Gli elementi di chiusura integrati dai moduli fotovoltaici
Gli elementi di chiusura dotati di sistemi solari di tipo attivo prevedono l’impiego di soluzioni
dirette alla produzione di energia, attraverso la possibilità di convertire la radiazione solare in
corrente elettrica e di calibrare, simultaneamente, la luminosità negli spazi costruiti: queste soluzioni
si affermano quali strumenti di mediazione tra le condizioni climatiche variabili e le condizioni
relativamente costanti degli spazi interni, filtrando e accumulando i flussi energetici.
Il funzionamento comporta la conversione diretta della radiazione solare in corrente elettrica
mediante l’utilizzo delle celle fotovoltaiche (PV, photovoltaic, generalmente in silicio), che realizzano
l’interazione tra la radiazione luminosa e gli elettroni di valenza nei materiali semiconduttori.
Le celle fotovoltaiche sono costituite da un sottile strato di materiale semiconduttore (il
silicio) trattato con diversi processi chimici: questi riguardano l’inserimento di impurità (sotto
forma di atomi di boro e di fosforo) nella struttura cristallina del silicio, generando un campo elettrico
e rendendo disponibili le cariche per la formazione della corrente elettrica. Nello specifico,
le celle fotovoltaiche sono composte secondo:
• la tipologia monocristallina, per cui il silicio a cristallo singolo è ottenuto da un processo di
melting, sulla base dei cristalli puri e omogenei che, in seguito alla fusione, si solidificano a
contatto con un seme di cristallo: durante il raffreddamento, il silicio si trasforma in un lingotto
cilindrico monocristallo, poi tagliato con seghe a filo. Le celle risultanti sono opache,
con una colorazione variabile dal blu e dal grigio fino al nero (questa derivante dal rivestimento
antiriflettente in ossido di titanio, finalizzato a ottimizzare la captazione dei raggi solari);
• la tipologia policristallina, per cui i cristalli di silicio sono aggregati tra loro con forme e orientamenti
diversi. Le celle risultanti sono definite da una colorazione blu opaca.
Le celle fotovoltaiche cristalline sono prodotte in piccoli dischi (di forma generalmente quadrata,
con dimensioni variabili tra 10 × 10 cm e 15 × 15 cm, sp. = 0,4 mm) combinati in rete tra loro,
montati in moduli disposti su lastre di vetro laminato (con l’interposizione di strati resinosi
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