|
 Energie Rinnovabili
 Risparmio Energetico
 Impianto fotovoltaico
 Struttura dell'impianto fotovoltaico
Il cuore dell'impianto: il modulo fotovoltaico
Tipi di Impianto
 Quale è il tempo di vita di un impianto fotovoltaico?
Qual è la differenza tra solare fotovoltaico e solare termico?
Quanta energia produce un impianto fotovoltaico?
Come si determina lo spazio necessario ad un impianto fotovoltaico?
Che potenza deve avere un impianto fotovoltaico?
Quanta energia fotovoltaica è necessaria per una abitazione?
Cosa sono le Energie Rinnovabili?
Per fonti di energia rinnovabile si intendono comunemente quelle risorse naturali che hanno la capacità di riprodursi e rinnovarsi in un tempo minore di quello in cui vengono utilizzate.
Per la normativa italiana, le fonti di energie rinnovabili sono: «...il sole, il vento, le risorse idriche, le risorse geotermiche, le maree, il moto ondoso e la trasformazione in energia elettrica dei prodotti vegetali o dei rifiuti organici e inorganici». L'insieme delle energie rinnovabili include, dunque:
- Energia solare (termica e fotovoltaica)
- Energia eolica
- Energia idroelettrica
- Energia mareomotrice
- Energia del moto ondoso
- Energia talassotermica
|
- Energia geotermica
- Energia da biomasse
- Biogas
- Oli vegetali
- Biodiesel
- Cippato
- Termovalorizzazione di CDR
|
Non esiste, tuttavia, una definizione universalmente condivisa.
In alcuni paesi, ad esempio, l’energia nucleare, pur dipendendo da riserve limitate di materiali che non si rigenerano alla stessa velocità con cui vengono consumate e creando dei seri problemi per lo smaltimento dei residui, viene inclusa nell’insieme delle fonti rinnovabili, per il solo fatto di non essere una fonte “fossile”.
In altri paesi, invece, non viene considerata “rinnovabile” l’energia geotermica.
Per l’Unione Europea l’energia prodotta dalla termovalorizzazione è considera “rinnovabile” solo nel caso provenga rifiuti organici, mentre in Italia può essere prodotta anche da rifiuti solidi urbani, materie prime fossili o prodotti sintetici non biodegradabili.
Le fonti rinnovabili per la produzione di elettricità possono essere distinte anche in “fonti programmabili" e "fonti non programmabili". Nel primo gruppo, in base alla definizione del Gestore Servizi Elettrici (GSE), rientrano "impianti idroelettrici a serbatoio e bacino, rifiuti solidi urbani, biomasse, impianti assimilati che utilizzano combustibili fossili, combustibili di processo o residui", nel secondo gruppo, invece, si trovano "impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici, biogas".
I consumi di energia in Italia, come a livello mondiale, sono in progressivo aumento.
La gestione dell’energia è un problema che coinvolge non soltanto i settori economici (industria, agricoltura, servizi e terziario) ma anche la vita privata dei singoli cittadini.
Attualmente si dibatte molto sulla scelta di nuove fonti per la produzione di energia. Per arrestare i cambiamenti climatici in corso e ridurre l’inquinamento ambientale ed atmosferico, che ne è causa primaria, è necessario ricercare nuove fonti rinnovabili e “pulite”.
Il risparmio energetico può essere considerato una “fonte di energia” e la base per lo sviluppo di quelle rinnovabili. Investire nella riduzione dei consumi e degli sprechi può portare, inoltre, notevoli vantaggi economici ed è decisamente alla portata di tutti.
Per promuovere la produzione di energia con fonti rinnovabili, lo Stato ha previsto con il nuovo Conto energia (DM 19/02/2007) un premio, oltre alle tariffe incentivanti, per coloro che installano impianti fotovoltaici e che investono nell’uso efficiente dell’energia.
Come si può risparmiare energia elettrica?
Efficienza nel settore residenziale
Nel settore residenziale è possibile risparmiare energia adottando semplici accorgimenti:
- adottando comportamenti "più disciplinati" quali: lo spegnimento delle apparecchiature in stand-by (ad es. nelle tv, computer, ecc.), non lasciando la luce accesa nelle stanze non occupate, usando lampadari con minor numero di lampade, posizionando il frigorifero in un luogo areato e lontano da fonti di calore e regolare il termostato su livello intermedio, usando cicli di lavaggio della lavatrice a bassa temperatura, ecc.
- acquistando elettrodomestici e apparecchiature che abbiano la "targhetta di efficienza energetica" , ovvero quelli che, a parità di prestazioni, assicurano il risparmio maggiore. In genere, sono classificati "classe A", mentre quelli che garantiscono minori risparmi vengono relegati in classi via via decrescenti, fino alla "classe E".
- sostituendo le vecchie lampade ad incandescenze con con lampadine a basso consumo che, a parità di flusso luminoso, permettono di consumare meno potenza (Per quanto riguarda l'illuminazione, su un consumo annuo per una famiglia pari a circa 400 kWh di media, consente un risparmio fino al 70%).
- migliorare la coibentazione dell’abitazione riducendo le dispersioni termiche attraverso il tetto e le pareti perimetrali;
- adottare la tecnica della termoregolazione e della contabilizzazione del calore;
- ricorrere alla sostituzione di vecchie caldaie con altre ad alta efficienza o caldaie a condensazione.
Complessivamente l'ENEA ha stimato per una famiglia tipo che il consumo energetico elettrico possa essere ridotto, senza troppe rinunce, sino al 40%
Efficienza nel settore industriale
Nel settore industriale è possibile ottenere un risparmio di energia elettrica attraverso:
- rifasamento degli impianti elettrici: mediante l’utilizzo di un gruppo di condensatori è possibile “riallineare” la tensione di alimentazione alla corrente assorbita dai carichi, aumentando il “fattore di potenza cos(fi)” a valori ottimali;
- cogenerazione: tecnologia mediante la quale viene generata simultaneamente energia elettrica (o meccanica) e calore da un motore primo che estrae energia da un’unica fonte primaria. Produrre separatamente la stessa quantità di energia elettrica e di calore ha un costo maggiore di quello che si avrebbe se si ricorresse ad un impianto cogenerativo. Investire nella cogenerazione, proprio per la sua maggiore efficienza, ha un ritorno economico (pay back-time) in tempi decisamente brevi;
- regolazione del flusso luminoso;
- sostituzione degli avvolgimenti dei motori elettrici.
.
Struttura dell'impianto fotovoltaico
L'impianto fotovoltaico viene connesso con la rete elettrica, produce energia “pulita” che può essere in parte consumata dalla propria utenza (autoconsumo) ed in parte immessa in rete per la quota in eccedenza.
In figura si possono distinguere i diversi dispositivi che rendono funzionale l’impianto:
- Pannelli solari: costituiscono il “Generatore fotovoltaico” che e’ composto dal collegamento tra di loro dei moduli fotovoltaici ed è in grado di trasformare l’irraggiamento solare in corrente elettrica continua.
- Inverter DC/AC: converte la corrente elettrica continua, prodotta dai moduli, in corrente elettrica alternata, quella cioè, normalmente usata da apparecchiature industriali e/o utenze domestiche. Il convertitore è quindi in grado di rendere la corrente elettrica direttamente disponibile all’immissione in rete elettrica o per il consumo delle utenze elettriche.
- Contatori: vengono installati due contatori (ciascuno con proprie finalità):
1) Contatore GSE - E’ lo strumento che conteggia tutta la corrente prodotta dall’impianto fotovoltaico. Questo contatore è installato subito dopo l’inverter. Al contatore è associato il meccanismo di finanziamento statale.
2) Contatore di rete - E’ il dispositivo che sostituisce quello esistente della rete di distribuzione: è bidirezionale per cui è in grado di calcolare un bilancio tra l’energia immessa dall’impianto verso la rete elettrica (freccia blu), e quella prelevata, per i nostri consumi, dalla rete elettrica (freccia rossa). A questo secondo contatore è associato il possibile risparmio sulla bolletta elettrica ( se i nostri consumi energetici siano inferiori alla produzione del nostro impianto).
Vantaggi tecnico/ambientali:
- assenza di qualsiasi tipo di emissioni inquinanti
- assenza di rumorosita’
- risparmio di combustibili fossili
- estrema affidabilità per l’assenza di parti meccaniche in movimento (vita utile dei moduli garantita per 25 anni)
- ottima integrazione architettonica con le strutture a supporto (tetti, pergole, serre agricole)
- modularita’ del sistema (aumento di potenza aumentando il numero di moduli)
Vantaggi economici:
- Guadagno da incentivi dal Gestore Servizi Elettrici (GSE) per 20 anni su tutta l’energia prodotta
- Risparmio sul costo della bolletta energetica
- Indipendenza da eventuali aumenti dei prezzi energetici
- Al termine dei 20 anni di incentivo, l’impianto continua a produrre energia contribuendo al risparmio in bolletta
- Costi di manutenzione ridotti al minimo.
Il cuore dell'impianto: il modulo fotovoltaico
L'impianto fotovoltaico viene connesso con la rete elettrica, produce energia “pulita” che può essere in parte consumata dalla propria utenza (autoconsumo) ed in parte immessa in rete per la quota in eccedenza.
In figura si possono distinguere i diversi dispositivi che rendono funzionale l’impianto:
· Pannelli solari: costituiscono il “Generatore fotovoltaico” che e’ composto dal collegamento tra di loro dei moduli fotovoltaici ed è in grado di trasformare l’irraggiamento solare in corrente elettrica continua.
· Inverter DC/AC: converte la corrente elettrica continua, prodotta dai moduli, in corrente elettrica alternata, quella cioè, normalmente usata da apparecchiature industriali e/o utenze domestiche. Il convertitore è quindi in grado di rendere la corrente elettrica direttamente disponibile all’immissione in rete elettrica o per il consumo delle utenze elettriche.
· Contatori: vengono installati due contatori (ciascuno con proprie finalità):
1) Contatore GSE - E’ lo strumento che conteggia tutta la corrente prodotta dall’impianto fotovoltaico. Questo contatore è installato subito dopo l’inverter. Al contatore è associato il meccanismo di finanziamento statale.
2) Contatore di rete - E’ il dispositivo che sostituisce quello esistente della rete di distribuzione: è bidirezionale per cui è in grado di calcolare un bilancio tra l’energia immessa dall’impianto verso la rete elettrica (freccia blu), e quella prelevata, per i nostri consumi, dalla rete elettrica (freccia rossa). A questo secondo contatore è associato il possibile risparmio sulla bolletta elettrica ( se i nostri consumi energetici siano inferiori alla produzione del nostro impianto).
Vantaggi tecnico/ambientali:
- assenza di qualsiasi tipo di emissioni inquinanti;
- assenza di rumorosita’
- risparmio di combustibili fossili;
- estrema affidabilità per l’assenza di parti meccaniche in movimento (vita utile dei moduli
garantita per 25 anni)
- ottima integrazione architettonica con le strutture a supporto (tetti, pergole, serre agricole)
- modularita’ del sistema (aumento di potenza aumentando il numero di moduli)
Vantaggi economici:
- Guadagno da incentivi dal Gestore Servizi Elettrici (GSE) per 20 anni su tutta l’energia prodotta
- Risparmio sul costo della bolletta energetica
- Indipendenza da eventuali aumenti dei prezzi energetici
- Al termine dei 20 anni di incentivo, l’impianto continua a produrre energia contribuendo al risparmio in bolletta
- Costi di manutenzione ridotti al minimo.
La radiazione solare viene convertita in energia elettrica per mezzo della cella fotovoltaica che rappresenta l’elemento base di un generatore fotovoltaico comunque complesso.
La cella fotovoltaica è realizzata da un sottile strato di materiale semiconduttore, in genere, silicio. Nella sua configurazione tipica è costituita da un sottile strato (0,25-0,35 mm), di silicio mono o policristallino, opportunamente drogato, e generalmente di forma quadrata. Più celle collegate in serie vengono assemblate su un’unica struttura dando origine a quello che viene definito il modulo fotovoltaico, elemento più solido e di maggiore praticità. La serie di più moduli costituisce una stringa, generalmente avente una lunghezza pari al valore di tensione desiderato. Infine, più stringhe in parallelo realizzano un campo fotovoltaico; il numero di stringhe poste in parallelo è correlato alla potenza desiderata.
L’impianto fotovoltaico produce corrente in forma continua, mentre, in genere, le apparecchiature elettriche richiedono per il loro funzionamento corrente alternata.
 L’inverter è la componente preposta alla trasformazione di corrente da continua ad alternata. Questo apparecchio è necessario per immettere l’energia elettrica prodotta dai pannelli solari fotovoltaici nella rete pubblica. Ogni impianto, a seconda della classe di potenza, può essere dotato di uno o più inverter
Tipi di impianti fotovoltaici
Gli impianti fotovoltaici possono essere raggruppati in due categorie: 
- impianti stand-alone
- impianti grid-connected.
Un impianto stand-alone è consigliato qualora si voglia alimentare un’utenza isolata (rifugio di montagna, isola, ecc) e nel caso la rete elettrica di distribuzione sia troppo distante. Caratteristica di questa tipologia di impianto è la presenza di "batterie di accumulo", necessarie ad immagazzinare la quota parte di energia solare prodotta e non utilizzata durante il giorno.
Gli impianti fotovoltaici di tipo grid-connected sono quelli interconnessi alla rete elettrica.
L’energia prodotta da tale tipologia di impianto può essere direttamente utilizzata per soddisfare il proprio fabbisogno elettrico o riversata in rete qualora la produzione ecceda il consumo; allo stesso modo, nei momenti in cui l’impianto fotovoltaico non riuscisse a soddisfare eventuali picchi di domanda, l’utente può acquistare la corrente dalla rete. Così facendo, la rete elettrica verrebbe a costituire un "serbatoio ideale" per l’accumulo di energia, bilanciando in ogni istante la domanda e l’offerta di energia stessa. Un contatore interposto tra l’inverter e la rete contabilizza l’energia prodotta dal generatore e quella assorbita dalla rete.
Un impianto grid-connected, in funzione della sua ubicazione, può essere distinto in:
1. impianto non integrato
2. impianto parzialmente integrato
3. impianto integrato
Qual è il tempo di vita di un impianto fotovoltaico?
Il tempo di vita di un impianto fotovoltaico dipende dai suoi componenti, in genere come riferimento per tutto l'impianto vengono presi i moduli fotovoltaici che hanno una durata garantita di 25 anni. La durata media dei moduli fotovoltaici è comunque più elevata (circa 30-40 anni), anche se la produttività è progressivamente decrescente. Gli inverter hanno un tempo di vita inferiore (circa 10 anni) e in genere sono garantiti dai 2 ai 5 anni.
Qual è la differenza tra solare fotovoltaico e solare termico?
Mentre il solare fotovoltaico produce energia elettrica sfruttando l'effetto fotovoltaico di alcuni materiali semiconduttori, il solare termico utilizza l'energia solare raccolta da un collettore solare per il riscaldamento di un fluido (per es. acqua).
Quanta energia produce un impianto fotovoltaico?
La produttività di un impianto dipende dal suo collocamento, oltre che da altri fattori, quali la localizzazione geografica (latitudine) e le condizioni climatiche.
Un impianto fotovoltaico di 1 kWp produce in media in un anno (coefficiente di produzione) circa 1.200 kWh/anno nel Nord Italia, di 1.300 kWh/anno nel Centro Italia e di 1.500 kWh/anno nel Sud Italia. Per sapere quanta energia può produrre un impianto basta moltiplicare il coefficiente di produzione media annua per la potenza picco dell’impianto.
Come si determina lo spazio necessario ad un impianto fotovoltaico?
Le dimensioni di un sistema fotovoltaico dipendono dalla potenza finale che si desidera ottenere e dal tipo di moduli fotovoltaici usati. Mediamente, un impianto con potenza nominale pari a 1 kWp, realizzato con moduli fotovoltaici in silicio monocristallino o policristallino, occupa circa 8 mq se installato sul tetto e circa 20 mq se realizzato a terra. Utilizzando moduli in silicio amorfo, lo spazio necessario deve essere raddoppiato.
Che potenza deve avere un impianto fotovoltaico?
La potenza (misurata in kWp "kilo Watt di picco") di un impianto può basarsi su:
- consumi elettrici: sottointende l'obiettivo di abbattere i costi legati ai propri consumi energetici. Questo criterio guida spesso la configurazione di un impianto residenziale (utenza familiare);
- massimo utilizzo della superficie disponibile: in presenza di vaste aree/coperture, questo criterio può definire la "taglia" di un impianto fotovoltaico quando si voglia trarre il più alto reddito da queste superfici. Le grandi quantità di energia prodotta garantiscono infatti alti redditi provenienti sia dagli incentivi statali che dalla scelta della rivendita.
Quanta energia fotovoltaica è necessaria per una abitazione?
La risposta a questa domanda è difficile, in quanto è legata a molte variabili quali la posizione geografica dell'abitazione, le condizioni climatiche, il numero degli elettrodomestici, ecc. Tuttavia si può stimare un fabbisogno energetico medio annuo di 3200 kWh elettrici per una famiglia media di 4 persone. Pertanto prendendo come riferimento la produzione del nostro impianto, a Roma un dispositivo fotovoltaico di ca.20 mq e 2.46 kW (picco) installati può soddisfare il fabbisogno giornaliero di tale abitazione.
|
Taurus
FAQ
