Fotovoltaico

Fotovoltaico

La parola Fotovoltaico significa la luce solare che viene trasformata in energia elettrica.
Con lo sviluppo di celle solari al silicio ad alto rendimento, la soluzione del  FV si è mostrata ottima per svariati motivi.


I vantaggi sono evidenti:
• l’inesauribilità della fonte d’energia (il sole)
• nessuna produzione di scorie (gas combusti, residui, ecc.)
• l’assoluta assenza di necessità di manutenzione dei componenti alta affidabilità grazie all’assenza di parti in movimento.

Il concetto del  funzionamento dei dispositivi fotovoltaici si basa sulla capacità di alcuni materiali semiconduttori, opportunamente trattati, di convertire l'energia della radiazione solare in energia elettrica in corrente continua senza bisogno di parti meccaniche in movimento.
Il materiale semiconduttore quasi universalmente impiegato oggi a tale scopo è il silicio.
Il componente base di un impianto FV è la cella fotovoltaica, che è in grado di produrre circa 1,5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25 °C ed è sottoposta ad una potenza della radiazione pari a 1000 W/m².
La potenza in uscita da un dispositivo FV quando esso lavora in condizioni standard prende il nome di potenza di picco (Wp) ed è un valore che viene usato come riferimento. L'output elettrico reale in esercizio è in realtà minore del valore di picco acausa delle temperature più elevate e dei valori più bassi della radiazione.
Più celle assemblate e collegate tra di loro in una unica struttura formano il modulo fotovoltaico.

L’elemento principale delle celle FV è il silicio, che dopo l’ossigeno è l’elemento più frequente della crosta terrestre. In natura esso non compare in forma pura, ma sotto forma di composti insieme ad altri elementi.
Per la produzione di celle FV però il silicio deve essere purissimo, ed è proprio la purificazione il processo più impegnativo e dispendioso.
Dalle purissime barre di silicio vengono tagliati dei dischetti molto fini che vengono successivamente lisciati mediante levigatura e trattamento con acido.
Un altro metodo consiste nel ricoprire una piastra di vetro di atomi di silicio attraverso spruzzamento catodico (silicio amorfo).
Un ulteriore processo prende il nome di ’drogatura’. Consiste nell’aggiunta programmata di impurità ai dischetti di silicio sotto forma di atomi estranei.
Il dischetto cosí trattato puo’ già essere chiamato cella FV, dato che in questo stato possiede le proprietà di semiconduttore e in principio può già funzionare.
Per raggiungere la potenza desiderata e per proteggere le celle dai fattori atmosferici (vento, neve,
pioggia/ghiaccio, ecc.), esse vengono collegate elettricamente, inserite in un telaio metallico e protette da una lastra di vetro.

Potenzialità del fotovoltaico
La quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico dipende da numerosi fattori:
- superficie dell’impianto
- posizione dei moduli FV nello spazio (angolo di inclinazione rispetto all’orizzontale ed angolo di
orientamento rispetto al Sud)
- valori della radiazione solare incidente nel sito di installazione
- efficienza dei moduli FV
- efficienza del BOS
- altri parametri (p.es. temperatura di funzionamento)
A titolo di esempio viene calcolata la quantità di energia elettrica mediamente prodotta dai sistemi
fotovoltaici in un anno di funzionamento nei tre siti di Roma, Milano e Trapani. Ai fini del calcolo si può
ragionare indifferentemente per m² di pannelli o per unità di potenza installata (ad es. 1 kWp). Si ipotizza
che i pannelli FV siano inclinati di 30° sull’orizzontale ed orientati verso Sud. Per l'efficienza dei moduli si
è preso un valore conservativo di 12.5% (i moduli possono avere efficienze anche fino al 16 – 17%),
mentre per quella del BOS un valore dell'85% (include l'efficienza dell'inverter ed altri fattori di perdita,
come ad esempio le perdite nei cavi elettrici di collegamento.
Calcolo dell’energia elettrica mediamente prodotta in corrente alternata in un anno da 1 m² di moduli:


L’ORIENTAMENTO E L’INCLINAZIONE DEI MODULI

La posizione dei moduli fotovoltaici rispetto al sole influisce notevolmente sulla quantità di energia captata e quindi sulla quantità di energia elettrica generata.
I parametri che direttamente influiscono sul fenomeno sono:
• angolo di inclinazione rispetto al terreno (angolo di tilt)
• angolo di azimut
La produzione di energia elettrica su base media annua nell’emisfero Nord è
massima per l’esposizione Sud con angolo di inclinazione pari alla latitudine
locale sottratta di 10° circa. Consideriamo l’influenza dell’angolo di
inclinazione (tilt) sulla radiazione incidente di un sistema, rivolto a Sud, che
si trovi a Milano, Roma oppure Trapani. Il valore della radiazione incidente è
quello giornaliero medio annuo.
. Milano (kWh/m² ) Roma (kWh/m² ) Trapani (kWh/m² )
90° (facciata) 2.44 3.15 3.43
0° (tetto piano) 3.39 4.18 4.77
30° (tetto inclinato) 3.76 4.76 5.38
Rispetto pertanto alla soluzione ottimale con inclinazione di 30° il sistema fotovoltaico perde circa il 10-
12% nell’applicazione su superficie orizzontale e ben il 35% nell’applicazione su facciata verticale.
L’influenza dell’angolo di azimut è invece minore. In un intervallo di angoli di azimut compresi tra -45° e
+ 45° rispetto al Sud (angolo di azimut compreso tra sud-est e sud-ovest) i valori della radiazione
incidente non si discostano significativamente dal valore massimo. Orientando infatti i sistemi fotovoltaici
a Sud-Est oppure a Sud-Ovest si avrebbe una perdita pari a solo il 5%.

IL MERCATO FOTOVOLTAICO
Il mercato fotovoltaico mondiale ha conosciuto negli ultimi anni un notevole sviluppo, passando dai 45 MWp del 1990 ai 1300 MWp del2002. Questo grande risultato è stato possibile grazie al parallelo
sviluppo di due tipologie di applicazioni: gli impianti isolati e quelli installati sugli edifici ed integrati alla rete elettrica.
Gli incrementi più elevati nella potenza installata sono stati senza dubbio quelli del Giappone, degli Stati Uniti e della Germania, soprattutto grazie ai programmi di incentivazione da parte dello stato.
In Italia, dopo una fase di grande fermento della prima metà degli anni '90 in cui l'ENEL ha installato
diverse centrali fotovoltaiche (la più grande delle quali la centrale di Serre nel Salernitano di 3,3 MWp), il
mercato ha vissuto un forte rallentamento soprattutto per l'assenza di adeguati meccanismi di
incentivazione. Nel 2001 è partito però Il Programma Tetti Fotovoltaici che ha dato al comparto
fotovoltaico una certa accelerazione, ma solo oggi con il CONTO ENERGIA si può prevedere un forte
incremento del settore, dovuto al sistema di incentivazione (come in Germania) che posiziona
l’investimento a tassi di redditività maggiori di strumenti finanziari classici (BOT, C
Le tariffe incentivanti del Quinto Conto Energia sono riconosciute alle seguenti tipologie tecnologiche:
•    impianti fotovoltaici, suddivisi per tipologie installative (art.7 DM 5 luglio 2012);
•    impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative (art.8);
•    impianti fotovoltaici a concentrazione (art.9);
Gli interventi ammessi per richiedere le tariffe incentivanti sono quelli di nuova costruzione, rifacimento totale o potenziamento, così come definiti dal Decreto.
 
 
Per beneficiare delle tariffe incentivanti è necessario che gli impianti fotovoltaici rispettino i requisiti descritti negli articoli 7, 8 e 9 del DM 05/07/12 e specificati nelle Regole Applicative per l’iscrizione al Registro e per il riconoscimento delle tariffe incentivanti.
 


Accesso ai meccanismi di incentivazione
 
Il Quinto Conto energia prevede due distinti meccanismi di accesso agli incentivi, a seconda della tipologia d’installazione e della potenza nominale dell’impianto:

Accesso diretto
 
Le seguenti categorie di impianti accedono direttamente alle tariffe incentivanti (“accesso diretto”), inviando al GSE la richiesta di ammissione agli incentivi secondo le modalità descritte nella sezione “Come richiedere gli incentivi”:
•    impianti fotovoltaici di potenza fino a 50 kW realizzati su edifici con moduli installati in sostituzione di coperture su cui è operata la completa rimozione dell’eternit o dell’amianto;
•    impianti fotovoltaici di potenza non superiore a 12 kW, inclusi gli impianti realizzati a seguito di rifacimento, nonché i potenziamenti che comportano un incremento della potenza dell'impianto non superiore a 12 kW;
•    impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative (BIPV) fino al raggiungimento di un costo indicativo cumulato degli incentivi di 50 ML€;
•    impianti fotovoltaici a concentrazione (CPV) fino al raggiungimento di un costo indicativo cumulato degli incentivi di 50 ML€;
•    impianti fotovoltaici realizzati da Amministrazioni Pubbliche mediante svolgimento di procedure di pubblica evidenza, fino al raggiungimento di un costo indicativo cumulato degli incentivi di 50 ML€;
•    impianti fotovoltaici di potenza superiore a 12 kW e non superiore a 20 kW, inclusi gli impianti realizzati a seguito di rifacimento, nonché i potenziamenti che comportano un incremento della potenza dell'impianto superiore a 12 kW e non superiore a 20 kW, che richiedono una tariffa ridotta del 20% rispetto a quella spettante ai pari impianti iscritti al Registro.
 
Accesso tramite Registro
Tutti gli impianti che non ricadono tra le categorie sopra elencate, possono accedere agli incentivi previa iscrizione in posizione utile in appositi Registri informatici, tenuti dal GSE, (“accesso tramite Registro”), ciascuno dei quali caratterizzato da un proprio limite di costo, individuato dal Decreto.
Il bando relativo al primo Registro è pubblicato dal GSE entro 20 giorni dalla data di pubblicazione delle Regole applicative per l’iscrizione al Registro e per il riconoscimento delle tariffe incentivanti e prevede la presentazione delle domande di iscrizione entro e non oltre i successivi 30 giorni naturali e consecutivi.

Per i Registri successivi, i bandi sono pubblicati dal GSE ogni sei mesi a partire dalla data di chiusura del primo Registro e prevedono la presentazione delle domande di iscrizione entro i successivi 60 giorni.

Le modalità di iscrizione al Registro sono specificate nella sezione Impianti a Registro > Modalità di iscrizione ai Registri >Modalità di iscrizione ai Registri.
 
 

Come richiedere gli incentivi
Per consentire l’accesso ai meccanismi incentivanti il GSE ha predisposto un portale informatico (Area Clienti)
attraverso il quale inviare la documentazione - appositamente trasformata in formato digitalizzato - relativa, rispettivamente, alle seguenti richieste:
•    richiesta di iscrizione al registro;
•    richiesta di concessione della tariffa incentivante;
Le modalità di iscrizione al Registro sono specificate nella sezione Impianti a registro > Modalità di iscrizione ai Registri.
 
Il Soggetto Responsabile degli impianti che accedono direttamente agli incentivi e degli impianti ammessi al Registro in posizione utile è tenuto a far pervenire al GSE, entro quindici giorni solari dalla data di entrata in esercizio dell’impianto – caricata dal gestore di rete su GAUDI’- la richiesta di concessione della tariffa incentivante, presentando una dichiarazione sostitutiva di atto di notorietà contenente le informazioni e la documentazione indicate nelle Regole Applicative per l’iscrizione ai Registri e per il riconoscimento delle tariffe incentivanti.

Prima di inviare la richiesta di accesso alle tariffe incentivanti l’utente deve registrarsi sul portale informatico del GSE (la registrazione va effettuata solo dai soggetti che non si sono mai registrati).
 
Utilizzando le credenziali ottenute alla fine del percorso di registrazione l’utente potrà accedere all’Area Clienti, dalla quale dovrà abilitare l’applicazione web FTV – SR e quindi selezionare, sull’home page dell’applicazione, il riquadro “Accedi al 5°Conto Energia”.
 
La trasmissione di tutta la documentazione di accesso ai meccanismi incentivanti dovrà avvenire esclusivamente per via telematica, attraverso l'Area Clienti
 
 
Le tariffe incentivanti previste dal Quinto Conto Energia sono alternative rispetto ai meccanismi dello scambio sul posto, del ritiro dedicato e della cessione dell’energia al mercato (per i soli impianti di potenza fino a 1 MW)
 

Pertanto i Soggetti Responsabili titolari di convenzione di ritiro dedicato o di scambio sul posto per impianti ammessi in graduatoria in posizione utile nei Registri previsti dal DM 5 luglio 2012 dovranno recedere dalla convenzione all’atto della richiesta delle tariffe incentivanti.
 
Tariffe incentivanti
Il Quinto Conto Energia remunera a differenza dei precedenti meccanismi di incentivazione, con una tariffa omnicomprensiva la quota di energia netta immessa in rete dall’impianto e, con una tariffa premio, la quota di energia netta consumata in sito.
 

In particolare, ferme restando le determinazioni dell’AEEG in materia di dispacciamento, il GSE con il Quinto Conto Energia eroga:
•    sulla quota di produzione netta immessa in rete
1.    per gli impianti di potenza nominale fino a 1 MW, una tariffa omnicomprensiva, determinata sulla base della potenza e della tipologia dell’impianto e individuata, rispettivamente, per gli impianti fotovoltaici, per gli impianti integrati con caratteristiche innovative e per gli impianti fotovoltaici a concentrazione;
2.    per gli impianti di potenza nominale superiore a 1 MW, la differenza, se positiva, fra la tariffa omnicomprensiva e il prezzo zonale orario. Nei casi in cui il prezzo zonale orario sia negativo, tale differenza non può essere superiore alla tariffa omnicomprensiva applicabile all’impianto in funzione della potenza, della tipologia e del semestre di riferimento. L’energia prodotta dagli impianti di potenza nominale superiore a 1 MW resta nella disponibilità del produttore. I prezzi zonali orari mensili possono essere consultati sul sito del GME.
•    sulla quota di produzione netta consumata in sito, è attribuita una tariffa premio.
Nel caso di un impianto con autoconsumo la tariffa spettante sarà, quindi, data dalla somma della tariffa omnicomprensiva sulla quota di produzione netta immessa in rete e della tariffa premio sulla quota di produzione netta consumata.

Agli impianti fotovoltaici con potenza nominale non superiore a 20 kW, interamente adibiti all’alimentazione di utenze in corrente continua, collegati alla rete elettrica ma che non immettono energia in rete, sarà invece riconosciuta solo una tariffa premio sull’energia netta consumata in sito.
Come stabilito dal DM 5 luglio 2012, i valori delle due tariffe (omnicomprensiva e premio), saranno progressivamente decrescenti per i semestri d’applicazione del Quinto Conto Energia, a partire dal 27 agosto 2012.
La tariffa spettante è quella vigente alla data di entrata in esercizio dell’impianto e, a partire da tale data, è riconosciuta per un periodo di 20 anni.
La tariffa incentivante rimane costante in moneta corrente per tutto il periodo dell’incentivazione,  considerato al netto di eventuali fermate disposte per problematiche connesse alla sicurezza della rete o ad eventi calamitosi, riconosciuti come tali dalle autorità competenti.
Maggiorazioni delle tariffe
Le tariffe omnicomprensive e le tariffe premio sull’energia consumata in sito sono incrementate, limitatamente agli impianti fotovoltaici e agli impianti integrati con caratteristiche innovative, dei seguenti premi tra loro cumulabili, quantificati in €/MWh (riportati nell’art.5, comma 2 lettera a) del Decreto):
1.    per gli impianti con componenti principali realizzati unicamente all’interno di un Paese che risulti membro dell’Unione Europea o dello Spazio Economico Europeo (Islanda, Liechtenstein e Norvegia)
2.    per gli impianti realizzati su edifici con moduli installati in sostituzione di coperture su cui è operata la completa rimozione dell’eternit o dell’amianto
Le modalità per la richiesta e il riconoscimento dei premi sono specificate nelle Regole Applicative per l’iscrizione ai Registri e per l’accesso alle tariffe incentivanti


Spese di istruttoria e oneri di gestione
I soggetti responsabili che richiedono le tariffe incentivanti previste dal DM 05/07/12 sono tenuti a corrispondere al GSE un contributo per le spese di istruttoria (come stabilito dall’art.10 del Decreto) pari a 3 € per ogni kW di potenza nominale dell’impianto per impianti fino a 20 kW e 2 € per ogni kW di potenza eccedente i 20 kW.
 
Il contributo per le spese di istruttoria è dovuto all’atto della richiesta delle tariffe incentivanti per gli impianti che accedono direttamente ai meccanismi di incentivazione o all’atto della richiesta di iscrizione al Registro per gli impianti che non ricadono tra quelli definiti dall’art.3, comma 1 del DM 5 luglio 2012.
 
 
La copia digitale del documento che attesta l’avvenuto pagamento – con l’indicazione del codice identificativo GSE relativo all’impianto - dovrà essere trasmessa al GSE dal Soggetto Responsabile, caricandola sul portale informatico.
 
Dal 1 gennaio 2013, per la copertura degli oneri di gestione, verifica e controllo in capo al GSE, i soggetti responsabili che accedono alle tariffe incentivanti previste dal DM 05/07/12 sono tenuti a corrispondere al GSE un contributo di 0,05 c€ per ogni kWh di energia incentivata (sia produzione netta immessa in rete che energia autoconsumata).
 
Le modalità di fatturazione e pagamento di questo contributo saranno definite successivamente dal GSE e pubblicate sul proprio sito internet.