SCUOLA PRIMARIA A LOIANO | CONTINI ARCHITETTURA

La nuova scuola primaria di Loiano è stata terminata e collaudata in dodici mesi nel rispetto dei tempi e degli importi di contratto e senza riserva alcuna da parte dell’impresa e dell’amministrazione pubblica.

Come tradizione consolidata dello studio, la ricerca di un rapporto armonico con il contesto geografico e del benessere dei futuri utenti ha guidato la progettazione e la successiva realizzazione.

I volumi della scuola, collocati in un’area di interesse paesaggistico dell’appennino bolognese, sono stati in parte interrati per limitare l’impatto visivo a monte, ottenendo così due piani distinti per le classi e i laboratori, entrambi dotati di sfogo verso le ampie aree a verde.

La distribuzione degli spazi didattici segue i nuovi indirizzi del MIUR sull’edilizia scolastica ed è frutto anche di un percorso partecipativo con le principali componenti scolastiche. L’interno si caratterizza per l’utilizzo del legno a vista nei solai, nelle scale, nei serramenti e negli arredi interni con l’obiettivo di una percezione domestica e accogliente degli spazi scolastici a disposizione dei bambini e del personale scolastico.

L’edificio con struttura in cemento armato e legno rientra nella classificazione energetica A4 della Regione Emilia Romagna ed è costruito secondo i concetti dell’edifico NZB ( Zero Emission Energy Building) grazie alle alte prestazioni dell’involucro e al sistema impiantistico integrato alla produzione di energia elettrica dei pannelli fotovoltaici.

Impianto fotovoltaico integrato

Il presente progetto è relativo alla realizzazione di un impianto di produzione di energia elettrica tramite conversione fotovoltaica, avente una potenza di picco pari a 48000 Wp.

Descrizione tecnica ed estetica

In considerazione della collocazione dell’edificio in un’area di pregio paesaggistico (art.29 NTA PSC) la collocazione e le caratteristiche dell’impianto fotovoltaico integrato sono state progettate con particolare attenzione alla loro integrazione alla copertura a verde, e alla percezione dell’edificio nella cornice paesaggistica del luogo.

Sito di installazione

Il campo fotovoltaico è esposto, con un orientamento azimutale a 62° rispetto al sud e un’inclinazione rispetto all'orizzontale di 1° (tilt).

Tale esposizione è la più idonea al fine di massimizzare l’energia producibile contestualmente all'inserimento ambientale e la compatibilità architettonica.

Descrizione dell’impianto

L’impianto fotovoltaico è costituito da 192 moduli, suddivisi in 8 stringhe aventi ognuna 24 moduli, per una superficie totale dell’impianto di 731,8 m². Si è previsto di utilizzare 2 stringhe in parallelo. Inoltre si è previsto di adottare una conversione di stringa e quindi di utilizzare un numero di convertitori statici pari a 2.

Generatore fotovoltaico

Il generatore fotovoltaico si comporrà di moduli con una vita utile stimata di oltre 20 anni senza degrado significativo delle prestazioni.

Le altre caratteristiche del generatore fotovoltaico sono:

Numero moduli: 192
Potenza nominale: 250 Wp
Celle: Silicio policristallino alta efficienza
Tensione circuito aperto VOC: 37,5 V
Corrente di corto circuito ISC: 8,83 A
Tensione VMP:: 30 V
Corrente IMP:: 8,32 A
Grado di efficienza: 15,1 %
Dimensioni: 1661 mm x 996 mm
Peso (kg): 19

La potenza complessiva da raggiungere sarà di 192 x 250 Wp = 48000 Wp.

Pertanto il campo fotovoltaico sarà così configurato:

Numero di stringhe: 8
Numero di moduli per stringa: 24
Tensione VMP a 25°C: 720 V
Corrente IMP a 25°C: 8,32 A x 4 = 33,28 A
Superficie complessiva moduli: 1661 mm x 996 mm x 192 = 317,6 m²

I valori di tensione alle varie temperature di funzionamento (minima, massima e d’esercizio) rientrano nel range di accettabilità ammesso dall’inverter.

I moduli sono forniti di diodi di by-pass. Ogni stringa di moduli è sezionabile per interventi in caso di guasto, manutenzione etc.

La linea elettrica proveniente dai moduli fotovoltaici è messa a terra mediante appositi scaricatori di sovratensione con indicazione ottica di fuori servizio, al fine di garantire la protezione dalle scariche di origine atmosferica.

Strutture di SOSTEGNO dei moduli

Il piano dei moduli è inclinato rispetto all’orizzontale di 1° (tilt) e ha un orientamento azimutale a 62° rispetto al sud. I moduli sono montati su dei supporti in acciaio zincato aderenti al piano di copertura, tutti con la medesima esposizione. Gli ancoraggi della struttura sono praticati avendo cura di ripristinare la tenuta stagna dell'attuale copertura, e resistenti a raffiche di vento fino alla velocità di 120 km/h. La scelta della tipologia della struttura di sostegno è stata effettuata in funzione dell’ubicazione dei moduli che è in Installazione su tetto piano.

Dimensionamento dell’impianto

In base alle norme UNI 8477-1 e UNI 10349, l’irraggiamento calcolato su moduli esposti a 62° rispetto al Sud ed inclinati rispetto all’orizzontale di 1° con un fattore di albedo scelto: Erba secca risulta essere pari a 1586 kWh/m².

La potenza alle condizioni STC (irraggiamento dei moduli di 1000 W/m² a 25°C di temperatura) risulta essere:

PSTC = PMODULO x N°MODULI = 250 x 192 = 48000 Wp

Considerando un’efficienza del B.O.S. (Balance of system) del 85% che tiene conto delle perdite dovute a diversi fattori quali: maggiori temperature, superfici dei moduli polverose, differenze di rendimento tra i moduli, perdite dovute al sistema di conversione la potenza sul lato c.a. sarà uguale a:

PCA= PSTC x 85% = 40800 Wp

L’energia producibile su base annua dal sistema fotovoltaico è data da:

E [kWh/anno) = (I x A x Kombre x RMODULI x RBOS)

In cui:

I = irraggiamento medio annuo = 1586 kWh/m²

A = superficie totale dei moduli = 317,6 m²

Kombre = Fattore di riduzione delle ombre = 0,95

RMODULI = rendimento di conversione dei moduli = 15,1%

RBOS = rendimento del B.O.S. = 85%

Pertanto, applicando la formula abbiamo:

E = (1586 x 317,6 x 0,95 x 15,1% x 85%) = 61427 kWh/anno

Il valore di 61427 kWh/anno è l’energia che il sistema fotovoltaico produrrà in un anno, se non vi sono interruzioni nel servizio.