Perchè il Fotovoltaico ?

 

pannelli fotovoltaici

Un impianto fotovoltaico è un impianto capace di trasformare direttamente l’energia del sole in energia elettrica grazie appunto all’effetto fotovoltaico. Per gli esperti del settore è il processo di trasformazione della radiazione solare in una corrente di elettroni. Questo processo utilizza il fenomeno fisico dell’interazione di un fotone (radiazione solare) con gli elettroni esterni di alcuni materiali (semiconduttori – il silicio rappresenta il principale elemento) che grazie all’energia ricevuta dal fotone si liberano dall’atomo originario lasciando una lacuna; gli elettroni degli atomi vicini si spostano occupando le lacune creatasi negli atomi adiacenti e così via.  Si origina così un vero e proprio flusso di elettroni (corrente elettrica). La cella fotovoltaica è il “LUOGO” dove ha origine la trasformazione appunto dell’energia solare in energia elettrica. Tale cella è appunto formata da una cosiddetta “LASTRA” di materiale semiconduttore (comunemente è silicio) che trattata in modo opportuno, origina una  differenza di potenziale tra la superficie superiore (-) e inferiore (+). La radiazione solare che colpisce la cella mette in movimento gli elettroni che si spostano dalla parte negativa a quella positiva creando un flusso che genera corrente continua. È bene ricordare che il silicio rappresenta il secondo elemento più presente sulla crosta terrestre dopo l’ossigeno. Oggi il fotovoltaico è diffuso in tutto il mondo e il motivo che ha spinto l’Italia insieme agli altri Paesi verso il fotovoltaico è dovuto ad una serie di considerazioni importanti:

  1. Risparmio sulla bolletta grazie alla possibilità di utilizzare come prima risorsa l’energia solare;
  2. Ridurre le emissioni di CO2;
  3. Ridurre l’utilizzo del petrolio;
  4. Fare affidamento su una risorsa, il sole, inesauribile;
  5. Concreta opportunità di investimento.

Da cosa è formato un impianto fotovoltaico ?

Un impianto fotovoltaico è costituito da diversi componenti:

  1. Moduli fotovoltaici;
  2. Inverter;
  3. Quadri di sottocampo;
  4. Quadri di parallelo o di interfaccia;
  5. Struttura di supporto.

Questo è il generico schema di un impianto fotovoltaico

 

generico schema di un impianto fotovoltaico

 

Analizzando i diversi componenti:

1. Moduli fotovoltaico

Il modulo fotovoltaico costituisce l’elemento principale dell’impianto fotovoltaico ed è il componente che è esposto al sole e che produce corrente elettrica in forma continua. I moduli fotovoltaici sono costituiti da celle fotovoltaiche a silicio e possono essere di tre tipi:

 

I moduli hanno una forma rettangolare e occupano mediamente una superficie di 1.65 m2 e presentano un peso di 20-22 kg circa e la loro massima resa la si ottiene inclinandoli a 30° in direzione SUD. Utilizziamo diverse marche di moduli tutti aventi ottime prestazioni per far fronte alle diverse esigenze del cliente. alcune delle marche utilizzate sono:

 

2. Inverter

L’inverter rappresenta il dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata. Rappresenta dopo i moduli fotovoltaici il componente di maggiore rilievo dell’impianto fotovoltaico. Può essere considerato un convertitore CC – CA a tutti gli effetti. A seconda delle esigenze sono disponibili inverter monofase per far fronte a potenze fino ai 7-8 kWp e inverter trifase per taglie di impianti anche dell’ordine dei MW. Gli inverte sono macchine dall’elevata affidabilità ed estendono la funzione base di un inverter generico con funzioni estremamente sofisticate, mediante l'impiego di particolari sistemi di controllo software e hardware che consentono di estrarre dai pannelli solari la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione meteorologica. Questa funzione prende il nome di MPPT, un acronimo che sta per Maximum Power Point Tracker. Anche per gli inverter, la gamma di prodotti disponibile è veramente ampia e completa. In particolare le marche da noi adottate sono:

 

A corredo degli inverter, sono disponibili dispositivi per il controllo delle stringhe, per il monitoraggio da remoto dell’impianto fotovoltaico (i cosiddetti datalogger e sensor box) e in più l’assistenza sempre presente da parte di operatori pronti a rispondere e a risolvere i problemi eventuali.

3. Quadri di sottocampo

Il quadro di sottocampo è un semplice quadro elettrico che permette di collegare le diverse stringhe di moduli fotovoltaici agli inverter e al loro interno presentano i seguenti componenti:

 

I quadri sono tutti testati e certificati prima del loro utilizzo e i componenti sono scelti tra le migliori marche di materiale elettrico presenti sul mercato. In alcuni casi le stesse case costruttrici di inverter provvedono alla realizzazione di quadri di sottocampo già precablati e capaci di connettere le stringhe al singolo inverter o a più inverter.

4. Quadro di parallelo o di interfaccia

Il quadro di parallelo o di interfaccia è semplicemente il quadro che mi permette di garantire l’interfaccia tra un impianto fotovoltaico e la rete elettrica. Generalmente i componenti presenti in un quadro di interfaccia sono:
quadro di parallelo trifase per collegamento dell’impianto fotovoltaico alla rete di distribuzione energia elettrica seconda la CEI 11-20 e DK5940 contenente dispositivo d’interfaccia rete-inverter, organi di protezione e sezionamento e sistema di monitoraggio.
Si compone dei seguenti elementi:

 

I quadri sono tutti collaudati e certificati prima della loro messa in esercizio e sono costituiti da componenti delle migliori marche di materiale elettrico presenti sul mercato.

 

5. Struttura di supporto

La struttura di supporto è costituita da triangoli in ferro zincato/alluminio con profili anch’essi in ferro zincato a caldo o in alluminio. Completano la struttura morsetti centrali di collegamento dei moduli fotovoltaici e morsetti laterali di chiusura delle file di moduli, oltre alle zavorre di cemento per poggiare i triangoli.

Dove può essere installato?

L’impianto fotovoltaico o meglio i moduli fotovoltaici possono essere installati su tetti piani, su tetti a falda, su superfici curve, su pergolati, su pensiline adibite a parcheggio o a terra.

Vantaggi derivanti dall’installazione dell’impianto fotovoltaico?

1. Vendita dell’energia: ovvero tutta l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico viene immessa in rete senza essere utilizzata dal cliente;

2. Scambio su posto: ovvero utilizzare l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico durante le ore di luce evitando così di prelevare energia direttamente dalla rete. In questo modo si risparmia sulla bolletta proprio perché si autoconsuma l’energia prodotta. In più l’energia prodotta in eccesso e non utilizzata viene immessa in rete e pagata pertanto si ha un ricavo anche dalla vendita.

 

Alla scelta della tipologia va comunque aggiunto l’incentivo che rimane fisso per 20 anni ed è calcolato in base all’energia prodotta indipendentemente che la si utilizzi o meno. Con l’incentivo è possibile pagarsi l’impianto, quindi ammortizzare la spesa nel corso solitamente di 10-11 anni e pertanto l’incentivo derivante dagli anni successivi fino al 20 esimo anno rappresentano una forma di guadagno e cioè di utile. La tariffa incentivante può essere concessa a tutti gli impianti fotovoltaici di potenza superiore ad 1 kWp connessi alla rete elettrica nazionale o alle piccole reti rurali; l’ente preposto ad erogare questo incentivo è il GSE.

 

Autorizzazioni per l’installazione

  1. Dichiarazione di inizio attività (D.I.A)
  2. Nulla osta o procedimento unico per le aree protette o sottoposte a vincoli.

PONIAMOCI DINNANZI A DEI CASI ESPLICATIVI GENERICI

 

IMPIANTO FOTOVOLTAICO DA 3 KWp

Un impianto da 3 kWp, occupa una superficie di circa 20 mq, considerando l’elevato indice di irraggiamento e producibilità in Puglia (circa 1.400kWh su kW prodotto) produce mediamente 4.200 kWh l'anno.

Questi, moltiplicati per la tariffa incentivante (secondo cui il GSE contabilizza ogni kWh prodotto all’anno) che per comodità considereremo pari alla media esatta tra le 3 tariffe sopra indicate 0,426 € , per 20 anni( durata di erogazione della tariffa) è uguale a 0,426*4200*20= 36.000,00 € circa.

Si guadagnano 36.000 € in 20 anni (oltre 1.800 € l’anno) e fa risparmiare a una famiglia 12.000 € in 20 anni (600€ all’anno) di bolletta ENEL (considerando un costo di energia attuale pari a 0,14 €/kwh per 4200kwh prodotti dall’impianto ed auto consumati, quindi non pagati e risparmiati in bolletta). 36.000 € +12.000 € = 48.000 € circa a fronte di un investimento pari a circa 15.000 €.

 

IMPIANTO FOTOVOLTAICO DA 6 KWp

Un impianto da 6 kWp, occupa mediamente una superficie di circa 45 mq, considerando l’elevato indice di irraggiamento e producibilità in Puglia (circa 1.400 kWh su kW prodotto) produce mediamente 8.400 kWh l’anno.
Questi, moltiplicati per la tariffa incentivante(secondo cui il GSE contabilizza ogni kWh prodotto all’anno) che per comodità considereremo pari alla media esatta tra le 3 tariffe sopra indicate 0.403 €, per 20 anni (durata di erogazione della tariffa) è uguale a 0.403*8.400*20= 68.000,00 € circa.
Si guadagnano 68.000,00 € in 20 anni(circa 3.400 € l’anno) e fa risparmiare ad una famiglia 22.000 € in 20 anni (1.100 € all’anno) di bolletta ENEL (considerando un costo di energia attuale pari a 0,14 €/kwh per 8.400 kWh prodotti dall’impianto ed auto consumati, quindi non pagati e risparmiati in bolletta).

 

Pertanto si ha:
68.000 € + 22.000 €=90.000 € a fronte di un investimento iniziale di 25.000 €.

 

IMPIANTO FOTOVOLTAICO DA 10 KWp

Un impianto da 10 kWp, occupa mediamente una superficie di circa 75 mq, considerando l’elevato indice di irraggiamento e producibilità in Puglia (circa 1.400 kWh su kW prodotto) produce mediamente 14.000 kWh l’anno.
Questi, moltiplicati per la tariffa incentivante(secondo cui il GSE contabilizza ogni kWh prodotto all’anno) che per comodità considereremo pari alla media esatta tra le 3 tariffe sopra indicate 0.403 €, per 20 anni (durata di erogazione della tariffa) è uguale a 0.403*14.000*20= 113.000,00 € circa.
Si guadagnano 113.000,00 € in 20 anni(circa 5.650 € l’anno) e fa risparmiare ad una famiglia 39.200 € in 20 anni (1.960 € all’anno) di bolletta ENEL (considerando un costo di energia attuale pari a 0,14 €/kwh per 14.000 kWh prodotti dall’impianto ed auto consumati, quindi non pagati e risparmiati in bolletta).

 

Pertanto si ha:
113.000 € + 39.200 €=152.200 € a fronte di un investimento iniziale di 40.000 €.

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