L’energia del sole arriva sulla terra come energia termica e riscalda ciò che incontra, ma anche come luce che attiva la fotosintesi clorofilliana: con essa le piante consumano l’anidride carbonica e producono l’ossigeno necessario alla gran parte dei viventi. Secondo la NASA, sulla terra arriva, in un’unità di tempo, una quantità di energia 10mila volte superiore al consumo di tutta l’umanità. Non solo, il sole nasconde un potere formidabile: basta solo ricordare che ha contribuito a creare il petrolio, perché ha immagazzinato energia chimica nelle piante vissute milioni di anni fa, e mantiene l’acqua allo stato liquido sul nostro pianeta, perché ne innesca il ciclo per evaporazione.

Già dalla preistoria gli esseri umani hanno tentato di captare calore e luce, pur con alterni successi. La leggenda vuole che Archimede abbia difeso Siracusa da un assedio navale bruciando le navi romane in legno con i cosiddetti specchi ustori, superfici paraboliche in grado di concentrare i raggi paralleli provenienti dal sole in un punto preciso. Ancora, non tutti sanno che la luce del grande fuoco, utilizzando uno specchio concavo, viene usata per accendere la fiaccola olimpica che ogni quattro anni porta il fuoco da Delfi, in Grecia, al luogo dei Giochi Olimpici.

Ricercatori e mercato negli anni hanno fatto molta strada. In Andalusia, tra Siviglia e Cordoba, è stata costruita una torre-fiaccola che concentra circa 1000 volte l’energia che raggiunge la terra, proiettata da 2.600 specchi che si orientano seguendo il sole. Qui la centrale elettrica Gemasolar è capace di produrre energia anche quando il sole non c'è: fino a 15 ore al giorno d'inverno, addirittura fino a 24 in alcuni giorni d'estate. La quantità di energia prodotta ogni anno da questa centrale soddisfa il fabbisogno medio di circa 90mila persone perchè il calore immagazzinato nella torre viene assorbito da una miscela di sali che, scaldati a oltre 500 gradi, conservano l'energia per diverse ore e generano vapore come una centrale convenzionale.

A Catania l’Enel ha appena inaugurato il primo impianto di accumulo integrato con il solare, rivoluzionando quindi il mondo delle rinnovabili e superando il limite dei buchi di fornitura in assenza di sole. Enel Green Power ha testato nella smart city di Expo questo sistema di accumulo e a Catania l’ha collegato ad un impianto fotovoltaico di 10 megawatt di potenza, che però viene limitato a 8 MW per vincoli di rete. Ecco che lo stoccaggio permetterà di utilizzare i 2 MW in più, ma soprattutto allargherà gli orizzonti e gli esperti assicurano che l’accumulo sarà una delle tecnologie vincenti anche nelle nostre case. Tra qualche anno infatti sarà normale avere il proprio impianto energetico domestico e potremo staccarci dalla rete proprio come con il telefono ci si è resi indipendenti dalla rete fissa grazie ai cellulari. La rete servirà solo per riserva, per situazioni eccezionali e durante la notte si userà l’energia accumulata in apposite batterie durante il giorno. Sul tema casa Enel è già al lavoro con aziende come Samsung Sdi, Tesla e LG Chemical e conta di lanciare nel 2016 le prime offerte sul mercato.

Arredo urbano e architettura alimentati dal sole. Edifici, spazi pubblici e arredo urbano sono sempre più spesso alimentati dal sole attraverso il fotovoltaico che da anni, cerca di sfruttarne le grandi potenzialità. Il Sole invia sulla terra tutti i giorni enormi quantità di luce e calore che possono essere convertite in energia pulita. Bisogna solo imparare a raccoglierla e usarla, abbandonando gradualmente energie più costose nel loro ciclo di vita e più inquinanti per il pianeta.

Il fotovoltaico non è solo sinonimo di tecnologia e impianto. I pannelli che producono calore e luce grazie al sole trovano applicazioni sempre più concrete e diversificate in progetti di architettura, negli arredi urbani e nelle infrastrutture. Infatti la particolare sensibilità ambientale sviluppata negli ultimi decenni,  da comunità scientifica e opinione pubblica, e la conseguente necessità di ricorrere a processi di produzione energetica più sostenibili, hanno una ricaduta sempre più diretta e diffusa della vita di tutti i giorni. Questo ha prodotto, e produce tutt’oggi, brillanti sperimentazioni tecniche ed estetiche, esito di ricerca e collaborazione fra professionisti provenienti da differenti discipline. Le smart city si alimentano con idee capaci di integrare qualità e prestazioni. Di seguito alcuni esempi dove il fotovoltaico è stato scelto per applicazioni dove il design è protagonista.

Il design sposa il fotovoltaico: i Solar Trees di Ross Lovegrove L’albero solare, progettato da Ross Lovegrove e prodotto da Artemide in collaborazione con Sharp Solar, è un apparecchio di illuminazione  urbana che unisce i sistemi di illuminazione LED con la tecnologia solare fotovoltaica. Le lampade urbane a forma di albero non sottraggono risorse al pianeta, perchè riducono l’impatto ambientale in fase d’uso, assorbendo energia solare durante il giorno e restituendola di notte per illuminare gli spazi pubblici. Ecco che l’elemento di design diventa polo di aggregazione sociale perchè la sua forma permette l’interazione umana, interagendo con lo spazio circostante e offrendo un’ambiente armonico e di condivisa sicurezza. Il Solar Tree è un albero realizzato con tubi d’acciaio che sostengono le sorgenti luminose in LED. In ciascuna  di queste trovano posto 38 celle solari collegate a un sistema di batterie celate nel basamento che diventa luogo di ritrovo e attrazione nello spazio pubblico.  Un’applicazione si può vedere dal vivo a Milano in piazza Gae Aulenti nella nuova zona di Porta Nuova.

A Eindhoven si illumina la pista ciclabile Van Gogh Sfrutta l’energia prodotta dal sole la nuova pista ciclabile inaugurata nel 2014 ad Eindhoven, nei Paesi Bassi, che si ispira alla celebre opera “Notte stellata” (1889) del maestro olandese Vincent  Van Gogh. Il progetto è firmato dall’artista Daan Roosegaarde e dal suo team di ingegneri e designer che hanno già lavorato ad installazioni che usano la luce per creare una relazione  fra individuo e spazio abitato: si pensi al progetto Dune (2006-2012), dove un canneto lungo il fiume Maas, a Rotterdam, interagisce al passaggio dell’uomo illuminandosi. La pista ciclabile di Eindhoven è lunga 335 km e collega, entro la regione del Bramante del nord, la casa di famiglia di  Van Gogh (dove nacque nel 1853) al paese di Nuenen, dove l’artista dipinse “I mangiatori di Patate” (del 1885). Nel progetto di Roosegarde si utilizzano migliaia di sassolini fosforescenti che interagiscono con la luce del sole e propongono al ciclista o al pedone, entro un paesaggio bucolico, l’effetto del cielo stellato del dipinto conservato al MoMa di New York.

A Pechino il media-wall dell’italiano Simone Giostra A quasi dieci anni dalla realizzazione del più grande schermo a colori LED, mai realizzato prima al mondo, e del primo sistema fotovoltaico integrato ad un involucro vetrato, il progetto degli italiani Simone Giostra and Partners Architects (consulenza di Arup per progetto luci e ingegneria della facciata) rimane un’importante esempio di edificio autosufficiente. Il sistema fotovoltaico di GreenPix produce energia solare durante il giorno per usarla poi di notte e far funzionare lo schermo LED che ricopre l’intera facciata dell’Entertainment Center “Xicui” del quartiere delle Olimpiadi di Pechino. L’involucro multimediale, che riflette il ciclo climatico giornaliero, è una pelle intelligente che interagisce con lo spazio pubblico circostante, uno schermo di 2.292 punti luce LED a colori (RGB) simile ad uno schermo di 2.200 mq che anima le facciate dell’edificio commerciale.

A Taiwan lo stadio è alimentato al 100% dal sole Gli stadi di calcio come gli ospedali sono tra le architetture più energivore e il fotovoltaico corre in soccorso. Lo stadio di Kaohsiung in Taiwan, inaugurato nel 2009 per i Giochi Mondiali, è alimentato per il 100% dal sole. Il progetto dall’architetto giapponese Toyo Ito integra sulla sua sinuosa copertura di 14.155mq più di 8.000 pannelli solari capaci di generare una potenza di 1,14 GWh / anno. L’energia elettrica prodotta grazie ai pannelli alimenta lo stadio durante lo svolgimento delle attività sportive, ma anche circa l’80% del quartiere che lo circonda, riducendo così il rilascio di 660 tonnellate di anidride carbonica nell’atmosfera ogni anno. Inoltre, lo stadio integra nel progetto ulteriori scelte sostenibili quali: l’utilizzo di pavimentazioni permeabili o di materiali riciclabili; ampio spazio dedicato agli spazi verdi pubblici, piste ciclabili, parchi sportivi e un laghetto ecologico.

Torino, il boulevard fotooltaico alimenta la stazione AV La stazione di Torino Porta Susa, in funzione dal 2008 e progettata dal Gruppo AREP (Jean-Marie Duthilleul) - Silvio d’Ascia e Agostino Magnaghi,  è una “galleria urbana” che ospita celle fotovoltaiche monocristalline fra i due strati delle lastre di vetro della copertura, per una superficie di circa  15.000 mq complessivi. La cella fotovoltaica integrata nella copertura della stazione, premiata nel 2012 con il “Premio Solare Europeo”, assolve ad una doppia funzione: produce energia elettrica pari a 0,68 GWh /anno che consente di recuperare parte del fabbisogno elettrico dell’intera stazione ed è uno schermo frangisole - prodotto dalla densità variabile delle celle, crescente dal basso verso l’alto - che contribuisce a realizzare un ambiente  confortevole.  Ad integrazione in galleria il raffrescamento è naturale e a terra sono previsti pannelli radianti.