Solare Fotovoltaico

E’ la tecnologia che converte direttamente l’irradiazione solare in energia elettrica. I pannelli sono composti da unità di base, le celle fotovoltaiche, che praticamente si comportano come delle minuscole batterie in seguito all’irraggiamento solare. Il materiale usato per le celle fotovoltaiche commerciali è il silicio e poiché si richiede una sua certa purezza, i prezzi sono tuttora elevati, sebbene in costante diminuzione, il che comporta che questa tecnologia debba essere incentivata economicamente. La durata media di un impianto è di circa 25-30 anni, la ricerca sperimentale sta rendendo sempre più efficiente il rendimento degli impianti che vengono utilizzati da aziende, edifici pubblici, da una domanda energetica diffusa. Il costo di un impianto per usi residenziali di 2-3 kW è pari a 15.000-20.000 Euro. Da Settembre 2005 in Italia è previsto il “Conto Energia”: un sistema di incentivazione che premia l’energia, il kWh, prodotta da impianti fotovoltaici con prezzi incentivanti. In questo modo la spesa iniziale per l’installazione di un impianto fotovoltaico domestico si ripaga approssimativamente in 10 anni di funzionamento dell’impianto stesso e successivamente la produzione di energia porta persino ad un piccolo guadagno annuale.

Cosa posso fare a casa mia?
In Italia, grazie alla nostra latitudine favorevole, possiamo utilizzare in maniera consistente l’energia solare per produrre energia elettrica con pannelli solari fotovoltaici da utilizzare direttamente nelle case. I pannelli possono essere montati su tetti inclinati, terrazzi piani, pareti verticali, aree libere. L’orientamento ideale per un impianto è nel quadrante sudest – sudovest.

Come funziona?
Questa tecnologia ha la particolare capacità quando esposto al sole di convertire la radiazione solare in corrente elettrica. Questa conversione avviene per mezzo di celle fotovoltaiche che devono essere collegate elettricamente tra loro e formare dei moduli che devono essere orientati in il più possibile perpendicolarmente alla radiazione solare.
L’impianto fotovoltaico è costituito da pannelli, da un inverter (che serve a trasformare la corrente elettrica continua prodotta dal pannello in alternata utilizzabile dalle utenze), da un contatore se la corrente viene immessa in rete o da un accumulatore.

A cosa serve?
L’energia elettrica prodotta può essere utilizzata per tutte le utenze domestiche che richiedono per il funzionamento consumo di energia elettrica (elettrodomestici, illuminazioni, computer, ecc…) con il vantaggio di non produrre emissioni inquinanti e una volta coperto il costo dell’installazione di avere energia elettrica gratuita.

Quali tipi di impianti esistono?
Gli impianti in circolazione sul mercato sono principalmente di due tipi: in silicio amorfo (più economici) o mono e policristallino (più costosi ma anche più efficienti). A seconda della tecnologia installata occupano superfici di grandezza diversa con efficienza e costi differenti.
I pannelli solari fotovoltaici si differenziano anche per la connessione a meno alla rete.

Gli impianti stand-alone sono quelli in cui l’energia elettrica prodotta in eccesso viene accumulata all’interno di batterie e poi utilizzata in momenti di scarsa insolazione o di buio. Sono meno efficienti ma utili per utenze isolate, illuminazioni, ripetitori radio, ecc.

Gli impianti grid-connected sono invece connessi alla rete elettrica, in questo caso l’energia elettrica non consumata viene immessa nella rete, contabilizzata e può essere utilizzata da altre utenze.

Il costo per un impianto fotovoltaico varia ovviamente in base alla tecnologia e alle esigenze.
La durata media di impianto fotovoltaici si aggira intorno ai 25-30 anni.

Il costo dell’impianto, anche se elevato, viene ammortizzato nel corso degli anni grazie al nuovo sistema di incentivo in “conto energia”. Per l’energia prodotta da impianti fotovoltaici è infatti stabilita la vendita con tariffe fisse garantite per 20 anni (Decreto sul Conto Energia di Febbraio 2007). Le tariffe per impianti domestici (fino a 20 kWp) variano tra 0,39 e 0.048 euro a kWh per 20 anni, a cui si devono sommare altri 0,16 euro, circa, a kWh di risparmio in bolletta elettrica. In pratica ogni kWh prodotto dall’impianto fotovoltaico vale mediamente 0,6 euro, ovvero più di tre volte e mezzo il prezzo dell’elettricità pagato mediamente in bolletta. La domanda per questa modalità di incentivazione può essere inoltrata da persone fisiche e giuridiche compresi i soggetti pubblici ed i condomini.

Quanto posso risparmiare?
Il sistema di incentivo in “conto energia” rende conveniente installare un pannello solare fovoltaico sul tetto delle abitazioni. Per calcolare il dimensionamento ottimale di un impianto fotovoltaico per uso domestico occorre partire dai consumi annuali della propria abitazione.

Come procedere:

• Si prendono le bollette di un anno e si sommano i kWh consumati nei vari bimestri. Ipotizziamo che si abbia un risultato di 1.800 kWh consumati in un anno per un appartamento di 3 persone.
• Si dividono tali consumi per la produttività annua media, ad esempio 1.300 kWh/anno per un impianto di potenza 1 kWp in Centro Italia. Si avrà 1.800/1.300 = 1.38.
• Si decide di installare un impianto di circa 1.38 kWp di potenza nominale installata sul tetto della nostra casa o in giardino/terrazzo per soddisfare totalmente i nostri bisogni di energia domestica.

Alcuni consigli pratici:
La domanda per l’incentivo in “conto energia” è solitamente compilata dall’operatore contattato e al quale è affidato l’installazione dell’impianto.

Per il calcolo della produttività degli impianti i dati variano a seconda delle latitudini. Mediamente un impianto di potenza  di 1 kWp (un kWp è la potenza di picco in condizioni ottimali) produce circa 1.100-1.300 kWh/anno nel Nord Italia, 1.300-1.500 kWh/anno nel Centro Italia e1.400-1.700 kWh/anno nel Sud Italia.

Le dimensioni di un impianto fotovoltaico dipendono dal tipo di pannello solare usato e dalla sua efficienza. In media, un impianto con potenza nominale pari a 1kWp realizzato con moduli in silicio policristallino occupa una superficie di 7,5 mq.
Un impianto solare fotovoltaico installato oggi a regola d’arte ha una vita media di circa  trenta anni e non necessita di particolare manutenzione e non si deve modificare l’impianto elettrico esistente.

Solitamente in seguito all’installazione di un impianto fotovoltaico viene mantenuta la connessione con il distributore di energia elettrica locale, in questo modo finché c’è sufficiente energia solare, si utilizza l’energia prodotta dall’impianto, ma quando non ci sono più le condizioni per far funzionare l’impianto (è molto nuvoloso o è notte), si utilizza la corrente elettrica fornita dal gestore locale. Se l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico viene utilizzata solo in parte, la rimanente frazione viene messa in “rete” e utilizzata da altri utenti.