Quali Strutture Di Sostegno Usare Per I Pannelli Fotovoltaici

1. I Materiali Impiegati Per Le Strutture Di Sostegno Fotovoltaiche

Nel panorama degli impianti fotovoltaici, le strutture di sostegno rivestono un ruolo fondamentale, non solo per la stabilità dell’impianto ma anche per la sua durata e performance. Storicamente, l’opzione più comune era l’impiego di profili metallici in acciaio zincato a caldo, scelti per la loro resistenza meccanica e la relativa economicità. Tuttavia, l’evoluzione della tecnologia e l’ampliarsi delle applicazioni ha portato alla diffusione di materiali alternativi, come l’alluminio sagomato e l’acciaio inox, più adatti a certe situazioni, soprattutto in ambito residenziale e urbano.

Nel contesto dei tetti inclinati o complanari, tipici degli edifici civili, si preferiscono strutture in alluminio, leggere, facili da installare e resistenti alla corrosione. L’alluminio, essendo un materiale non ferromagnetico e resistente agli agenti atmosferici, riduce sensibilmente i problemi legati all’ossidazione galvanica, che possono invece insorgere con l’acciaio zincato, soprattutto in presenza di pioggia acida o ambienti marini.

In situazioni in cui la durabilità nel tempo è una priorità assoluta, oppure in contesti altamente corrosivi, si opta per l’acciaio inox, la cui resistenza alla corrosione è incomparabile. È vero che il costo iniziale è più elevato, ma questo viene ampiamente compensato da una manutenzione praticamente nulla e da una vita utile spesso superiore ai 30 anni.

Un’alternativa interessante, anche se meno diffusa, è il legno. Utilizzato per ragioni architettoniche, vincoli paesaggistici o progetti in bioedilizia, il legno offre un’estetica calda e naturale, oltre a una buona resistenza meccanica, soprattutto se trattato adeguatamente. È più costoso sia per il materiale che per la manodopera specializzata richiesta, ma consente una maggiore flessibilità progettuale e si integra perfettamente con coperture tradizionali o storiche. Un esempio classico è l’uso del legno lamellare in impianti integrati su edifici soggetti a vincoli della Soprintendenza ai Beni Culturali.

La scelta del materiale della struttura non può mai essere affrontata in modo superficiale: è strettamente legata alla tipologia di impianto, alla posizione geografica, alla resistenza agli agenti atmosferici e al budget disponibile, ma anche alla volontà di minimizzare la manutenzione nel lungo periodo.

 

2. Le Strutture A Cavalletto Per Impianti Fotovoltaici A Terra

Nel caso di impianti fotovoltaici non integrati agli edifici, e quindi montati a terra, la struttura di supporto assume una conformazione completamente diversa. Le strutture a cavalletto rappresentano una delle soluzioni più utilizzate per la loro semplicità, modularità e versatilità.

Queste strutture permettono ai progettisti di ottimizzare l’inclinazione e l’orientamento dei moduli fotovoltaici rispetto alla radiazione solare. In Italia, l’inclinazione ottimale varia tra i 25° e i 35° a seconda della latitudine, e una disposizione verso sud è generalmente la più efficiente. Grazie ai cavalletti, è possibile adattare la configurazione dell’impianto per massimizzare l’efficienza di conversione energetica durante l’anno.

Uno degli aspetti più interessanti delle strutture a cavalletto è che non necessitano per forza di opere civili complesse. In alternativa alla realizzazione di fondazioni in calcestruzzo, infatti, si può procedere al zavorramento della struttura. Questa tecnica consiste nell’ancoraggio della base con blocchi prefabbricati in calcestruzzo, aventi massa sufficiente a garantire la stabilità dell’impianto anche in presenza di forti raffiche di vento. Questo approccio è particolarmente vantaggioso quando l’installazione avviene su terreno battuto o su coperture piane che non possono essere forate per motivi di impermeabilizzazione.

Un ulteriore vantaggio delle strutture a cavalletto riguarda la facilità di manutenzione: i moduli sono accessibili, facilmente sostituibili in caso di guasti e possono essere puliti senza difficoltà, fattore importante per mantenere elevata la produzione nel tempo. Tuttavia, è importante non sottovalutare l’aspetto della resistenza strutturale al vento, specie in zone soggette a forti turbolenze: un errore di sottodimensionamento in fase di calcolo strutturale può compromettere l’intero impianto.

A fronte di tutti questi vantaggi, però, bisogna ricordare che la struttura a cavalletto occupa una superficie a terra pari alla proiezione orizzontale dell’intero campo fotovoltaico. Questo può rappresentare un limite in presenza di terreni agricoli o spazi ristretti, dove ogni metro quadrato è prezioso.

 

3. Le Strutture A Palo: Una Soluzione Alternativa E Strategica

Una soluzione meno comune ma decisamente utile in certe configurazioni è quella delle strutture a palo, una tecnica che prevede il fissaggio del campo fotovoltaico su un palo centrale verticale – solitamente in acciaio – con sezione circolare o quadra. I moduli vengono poi disposti radialmente o a gruppi, tramite un telaio saldato o bullonato, creando una sorta di “ombrello solare”.

Le strutture a palo sono particolarmente utili in presenza di ostacoli fisici o vincoli di spazio. Sui tetti piani, ad esempio, possono essere impiegate per sopraelevare i pannelli ed evitare zone d’ombra causate da camini, sfiatatoi, parapetti, condizionatori o altre apparecchiature. Lo stesso vale per installazioni a terra in cui la superficie disponibile è limitata: l’ingombro a terra, in questo caso, è ridotto alla sola sezione del palo.

Inoltre, elevando i pannelli rispetto al suolo, si ottiene una maggiore aerazione posteriore, con un beneficio diretto sulla resa elettrica: come noto, le alte temperature riducono l’efficienza dei moduli, per cui una buona ventilazione si traduce in migliori performance durante l’estate.

Questa configurazione comporta però dei costi aggiuntivi significativi. La struttura metallica ha un peso maggiore, dal 30% al 40% rispetto alla struttura a cavalletto, e le fondazioni in calcestruzzo richiedono una quantità di materiale sensibilmente superiore. In genere, si calcola un volume di circa 2 m³ di calcestruzzo per ogni kW installato, anche a seconda delle condizioni del terreno e delle sollecitazioni da vento.

Da un punto di vista estetico e architettonico, le strutture a palo si prestano anche a installazioni particolari, come le pensiline fotovoltaiche, i parcheggi coperti o le serre agricole. In queste configurazioni, oltre alla produzione di energia, si offre anche un servizio funzionale (ombra, copertura, protezione da pioggia).

 

4. Il Peso Dei Moduli Fotovoltaici E L’Impatto Sulle Strutture

Un aspetto spesso sottovalutato ma cruciale nella progettazione degli impianti è il peso dei moduli fotovoltaici. Questo parametro influisce direttamente sul tipo e dimensionamento della struttura di sostegno, sulla necessità di rinforzi statici dell’edificio, e – in certi casi – persino sulla necessità di ottenere permessi edilizi o verifiche strutturali.

Un modulo fotovoltaico standard da 210 a 260 Wp pesa generalmente tra 20 e 23 kg, con una superficie di circa 1,6 m². In termini di peso specifico, si parla di circa 15,8 kg/m², un valore che può sembrare modesto ma che, moltiplicato per decine di moduli, comporta un carico permanente significativo sulla struttura.

Per fare un esempio pratico, un impianto domestico da 6 kW composto da circa 15-18 pannelli può arrivare a gravare per oltre 400 kg totali sul tetto. Se si aggiunge il peso delle strutture metalliche, dei cavi, dei dispositivi di sicurezza e – eventualmente – del sistema di accumulo, il carico complessivo può raddoppiare.

Per questo motivo, è essenziale che la struttura esistente (sia essa un tetto in legno, laterocemento o metallo) sia oggetto di una valutazione statica da parte di un tecnico abilitato. Inoltre, in caso di interventi su edifici vincolati o in zone sismiche, possono essere richiesti calcoli strutturali dettagliati o l’autorizzazione del Genio Civile.

Sotto il profilo normativo, è bene sapere che dal 2022 lo scambio sul posto (SSP) non è più disponibile per i nuovi impianti, sostituito dal servizio di autoconsumo con ritiro dedicato (RID) o dal nuovo modello di autoconsumo collettivo e comunità energetiche, con impatti anche sulle modalità progettuali e sulle convenienze economiche.

 

5. Tecniche Di Fissaggio Dei Pannelli Su Tetti Inclinati

I tetti a falda, inclinati secondo una pendenza che si avvicina spesso a quella ideale per la massima produzione fotovoltaica, rappresentano una delle superfici più utilizzate per l’installazione dei pannelli, specie in ambito residenziale. Il fissaggio dei moduli avviene attraverso un sistema di staffe, guide e morsetti, montati su telai in alluminio o acciaio inox, tagliati a misura e resistenti alla corrosione.

Il primo passo consiste nell’individuare le travature sottostanti, generalmente in legno o cemento armato, su cui ancorare le staffe. Queste vengono fissate mediante tasselli meccanici o resine chimiche, assicurando una tenuta resistente ai carichi da neve e vento. Una volta fissate le staffe, si procede all’installazione delle guide orizzontali, su cui verranno appoggiati e bloccati i moduli tramite morsetti laterali e centrali.

Particolare attenzione va posta alla tenuta all’acqua: i fori di fissaggio devono essere sigillati accuratamente per evitare infiltrazioni, utilizzando guaine bituminose o appositi collari impermeabilizzanti. In molti casi, si opta per strutture semi-integrate, che consentono un parziale incasso dei moduli nel manto di copertura, migliorando l’estetica e riducendo l’impatto visivo.

Nel caso di tetti in coppi o tegole, la posa richiede un’attenzione ancora maggiore, spesso con l’impiego di ganci speciali che passano sotto i coppi, evitando di forarli. Per le coperture in lamiera grecata o pannelli sandwich, invece, esistono sistemi di staffaggio specifici, con viti auto perforanti e guarnizioni integrate.

Un’ultima fase – ma non meno importante – è quella del collegamento elettrico: i moduli vengono collegati in serie e in parallelo a seconda della configurazione dell’impianto, e l’intero sistema deve essere messo a terra e dotato di dispositivi di protezione da sovratensioni e interruttori sezionatori.