Parcheggio solare: tettoie solari e sistemi di parcheggio solare - la versione sostenibile del fotovoltaico su superfici asfaltate

Le superfici asfaltate sono comuni in molte città e forniscono una vasta area che può essere utilizzata per l'installazione di tettoie solari e sistemi di parcheggio solare. Questa tipologia di fotovoltaico è particolarmente sostenibile perché viene installato su aree già esistenti e non occupa nuove aree. Allo stesso tempo, l’ombreggiamento aiuta a prevenire il surriscaldamento delle città, poiché le strade surriscaldate rappresentano uno dei maggiori problemi climatici nell’urbanizzazione. Inoltre, le pensiline e i sistemi di parcheggio solari possono contribuire a ridurre l’impatto ambientale attraverso la generazione di elettricità senza emissioni.

Il problema del surriscaldamento delle città è un problema grande e serio, ma la maggior parte delle persone non sa cosa fare al riguardo. La pianificazione urbana è un fattore chiave nella lotta al surriscaldamento degli ambienti urbani. Secondo il ricercatore climatico Dr. Ebi Krypton “Il 79% delle emissioni globali di CO2 sono direttamente o indirettamente attribuibili alle attività urbane”. Questa elevata percentuale di responsabilità per le emissioni di gas serra illustra la pressione a cui sono sottoposte le nostre città con l’aumento della densità di popolazione. Sfortunatamente, molti architetti e urbanisti moderni tendono ad accettare il calore come un elemento inevitabile nei loro progetti. Ma c’è speranza: se ci entusiasmamo e implementiamo soluzioni architettoniche adatte al clima, questo può aiutare a limitare il riscaldamento globale tra 1,5°C e 2°C.

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• Green Smart City: infrastrutture verdi e fornitura di energia elettrica a zero emissioni

Smart City: infrastrutture verdi e fornitura di energia – Immagine: Xpert.Digital / studiostoks|Shutterstock.com

Uno studio condotto dalla svizzera "De Lorean Power" ha scoperto che il comportamento di parcheggio dei dipendenti corrisponde idealmente alla quantità di energia solare generata. Il chilometraggio giornaliero del veicolo elettrico può essere coperto quasi con qualsiasi condizione atmosferica e l'eccesso può essere immesso nella rete. La produzione annuale di energia solare nel parcheggio corrisponde al fabbisogno energetico del veicolo. I parcheggi solari hanno il maggiore potenziale di generazione di elettricità tra tutte le aree infrastrutturali. In Svizzera sono disponibili circa 2 posti auto per ogni automobile immatricolata. Nelle regioni disponibili, può generare oltre 10 terawattora di energia solare all’anno (il 15% dell’attuale consumo di elettricità). “È sorprendente quanto pochi siano gli impianti pilota”, affermano gli autori dello studio. Inoltre, un tetto di questo tipo protegge l'auto dagli elementi e riduce il calore dell'auto in estate.

Secondo una valutazione dell’Ufficio federale di statistica (UST), la Svizzera dispone di almeno 5 milioni di parcheggi fuori terra (6400 ettari) con circa 4,7 milioni di automobili immatricolate. Queste aree di parcheggio sono state registrate utilizzando un processo digitale che riconosce solo le aree adiacenti più grandi e non i singoli posti auto. Gli esperti del traffico prevedono quindi da 8 a 10 milioni di posti auto. Sono circa 2 per macchina.

Secondo l’altro studio “Produzione di energia solare per infrastrutture e aree di conversione”, i parcheggi fuori terra o all’aperto hanno il maggiore potenziale fotovoltaico di tutte le aree infrastrutturali. Queste aree possono fornire fino a 10 terawattora (TWh) di elettricità fotovoltaica all’anno. Ciò significa che la produzione totale di elettricità in Svizzera è di 65,5 TWh.

La superficie media del parcheggio è di 12,5 metri quadrati (2,5 metri x 5 metri). Questa è anche l'area che deve avere un tetto solare. Il rendimento energetico di un impianto fotovoltaico dipende da molti fattori, tra cui la radiazione solare, l'efficienza dei componenti e l'orientamento dei moduli. In Turgovia con 1 kW di potenza fotovoltaica installata si possono produrre circa 1000 kWh di corrente all'anno (1000 kWh per 1 kWp).

A seconda dei moduli fotovoltaici utilizzati, 1 kWp richiede una capacità installata da 4 a 8 metri quadrati. In questo studio vengono calcolati 5 m2 per kWp. Ciò significa che è possibile installare un parcheggio di 12,5 m2 con una potenza di 2,5 kWp, che genera 2.500 kWh di energia solare all'anno. Il consumo medio delle famiglie svizzere è di circa 4.500 kWh/anno (esclusi riscaldamento, ventilazione e veicoli elettrici).

La struttura modulare di un sistema di posto auto coperto è vantaggiosa e consente di adattare il tetto a quasi tutti i posti auto, garantendo così un buon utilizzo continuo del parcheggio e garantendo l'espandibilità.

Utilizzando moduli bifacciali, il posto auto coperto può essere reso trasparente. Ciò è visivamente molto interessante e porta a rendimenti solari più elevati, poiché i moduli fotovoltaici corrispondenti possono sfruttare anche la luce proveniente dal basso e fornire così un rendimento aggiuntivo del 10-20%. La tecnologia bifacciale attualmente non è molto utilizzata perché non è necessariamente conveniente a causa dei prezzi più elevati dei moduli. Si presume tuttavia che questa tecnologia si affermerà nei prossimi anni.

Nel nostro sistema di tettoia solare modulare e scalabile 4+2+, in cui vengono utilizzati moduli parzialmente trasparenti e bifacciali, si applicano questi punti e ora rappresentano anche un'alternativa di prezzo :

Varianti di tetto solare specifiche per veicoli – Immagine: Xpert.Digital

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• Numeri, dati, fatti: posto auto coperto solare, posto auto coperto con tetto solare, varianti di tetto a confronto e parcheggio modello con rendimento energetico

Senza limiti: sistema di tettoia solare modulare e scalabile per auto e camion

Senza limiti: sistema di tettoia solare modulare e scalabile per auto e camion

Dati tecnici: Sistema di tettoia solare modulare e scalabile per auto e camion

Dati tecnici: Sistema di tettoia solare modulare e scalabile per auto e camion

I vantaggi in breve:

• Design flessibile e modulare (scalabile).
• Altezza libera per auto da 2,66 m (espandibile a 4,5 m o più per camion)
• Profondità parcheggio per auto fino a 6,1 m, opposto possibile fino a 12,5 m
  La profondità dipende dalle dimensioni dei moduli solari utilizzati
• Il sistema di tettoia solare è progettato in modo ottimale per moduli solari parzialmente trasparenti
  12% / 40% di trasmissione della luce (!) - Con approvazione certificata per l'installazione sopraelevata
• A scelta con potente illuminazione a LED, dimmerabile e con controllo del movimento
• Utilizzabile anche per parcheggi con posizionamento inclinato
• Nessun costo nascosto per le fondazioni
  Utilizzo di fondazioni puntuali (variante più economica, nessun complesso scavo del terreno per lastre di cemento, ecc. necessario per la statica) o installazione con solette, a seconda delle condizioni del terreno/asfaltatura esistenti

Ulteriori fonti:

• Fattore di costo della fondazione del terreno per tettoie solari
• Tettoie solari dove non esiste più uno standard: la soluzione ottimale per ogni sfida con le coperture solari per parcheggi aperti
• Sistemi di tettoie solari: qual è l'opzione migliore e/o più economica?
• La strategia del posto auto coperto solare per parcheggi aperti
• Il sistema modulare di tettoia solare per tutte le applicazioni e casi

Sistema di tettoia solare per camion

Dato che la tecnologia 4+2+ colonne è la soluzione più flessibile (sia tecnicamente che in termini di prezzo) per un sistema di copertura per parcheggi, può essere facilmente ampliata e utilizzata anche per veicoli più grandi come i camion con le opportune modifiche .

Il crescente surriscaldamento delle città è un problema globale. Negli ultimi anni, la temperatura nelle aree urbane di tutto il mondo è aumentata in media da 0,5 a 1 grado Celsius. Questo riscaldamento è dovuto principalmente all’assorbimento della luce solare da parte dell’asfalto e di altre superfici scure.

Gli scienziati concordano sul fatto che questo effetto isola di calore urbano è il risultato del riscaldamento globale. Tuttavia, le differenze di temperatura tra le aree urbane e quelle rurali possono essere influenzate anche da altri fattori come la vegetazione, il vento e le costruzioni.

L’effetto è particolarmente evidente nelle grandi città, poiché è qui che vive la maggior parte delle persone e circola la maggior parte delle auto. Il caldo viene sollevato dalle auto e sale nell'aria. Viene poi respinto dai grattacieli e rimane bloccato nei canyon urbani.

Il problema del surriscaldamento nelle città è duplice: da un lato, l'assorbimento diretto della luce solare da parte dell'asfalto e di altre superfici scure e, dall'altro, il calore provocato dal traffico.

Una possibile soluzione al problema del surriscaldamento nelle città è l’installazione di tettoie e sistemi di parcheggio solari. Questi sistemi possono ridurre sia l'assorbimento della luce solare che la dispersione del calore.

I carport solari sono parcheggi coperti dotati di moduli fotovoltaici. Questi moduli convertono la luce solare incidente in energia elettrica. Allo stesso tempo, il calore della luce solare viene dissipato e non viene trasmesso all'ambiente circostante. Ciò può ridurre la temperatura sotto la tettoia fino a 10 gradi Celsius.

L’installazione di tettoie e sistemi di parcheggio solari è un modo efficace per ridurre il surriscaldamento nelle città. Tuttavia, questi sistemi non solo offrono una soluzione al problema del surriscaldamento, ma possono anche essere utilizzati per generare energia rinnovabile.

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• Impatto dell’urbanizzazione: isola di calore urbana (UHI) – evitata grazie ai tetti solari durante la generazione di elettricità

Un’isola di calore urbana è un’area urbana o metropolitana che è significativamente più calda delle aree rurali circostanti a causa delle attività umane. La differenza di temperatura è solitamente maggiore di notte che di giorno ed è più evidente quando i venti sono leggeri. L'UHI è particolarmente evidente in estate e in inverno. La causa principale dell'effetto UHI è il cambiamento della superficie terrestre. Uno studio ha dimostrato che le isole di calore possono essere influenzate dalla vicinanza a diversi tipi di copertura del suolo, in modo tale che la vicinanza a terreni sterili provoca il riscaldamento del suolo urbano, mentre la vicinanza alla vegetazione lo rende più fresco. Un altro fattore è il calore disperso generato dal consumo di energia. Man mano che un centro abitato cresce, la sua superficie aumenta e la temperatura media aumenta. Viene utilizzato anche il termine isola di calore; può essere utilizzato per qualsiasi area relativamente più calda dell'area circostante, ma generalmente si riferisce ad aree disturbate dall'uomo.

Le precipitazioni mensili sono maggiori nelle zone a ridosso delle città, in parte a causa dell'UHI. L’aumento del caldo nei centri urbani allunga le stagioni di crescita e riduce il verificarsi di deboli tornado. L’UHI peggiora la qualità dell’aria aumentando la produzione di inquinanti come l’ozono, e peggiora la qualità dell’acqua poiché l’acqua più calda scorre nei fiumi della regione e mette a dura prova i loro ecosistemi.

Non tutte le città hanno un’isola di calore urbana pronunciata e le caratteristiche dell’isola di calore dipendono fortemente dal clima di fondo dell’area in cui si trova la città. L’effetto isola di calore urbano può essere ridotto dai tetti verdi, dal raffreddamento radiativo passivo diurno e dall’uso di superfici di colore chiaro nelle aree urbane che riflettono più luce solare e assorbono meno calore. L’urbanizzazione ha esacerbato gli impatti dei cambiamenti climatici nelle città.

Il fenomeno fu studiato e descritto per la prima volta da Luke Howard nel 1810, sebbene non fosse lui a dare il nome al fenomeno. Le ricerche sull'atmosfera urbana continuarono nel XIX secolo. Tra gli anni ’20 e ’40, ricercatori in Europa, Messico, India, Giappone e Stati Uniti cercarono nuovi metodi per comprendere il fenomeno nel campo emergente della climatologia locale, o meteorologia su microscala. Nel 1929, Albert Peppler usò il termine “isola di calore urbana”, che è considerato il primo esempio di isola di calore urbana. Tra il 1990 e il 2000 sono stati pubblicati annualmente circa 30 studi; Nel 2010 questo numero era salito a 100 e nel 2015 erano già più di 300.

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• Impatto dell’urbanizzazione: isola di calore urbana (UHI) – evitata grazie ai tetti solari durante la generazione di elettricità