Come funziona un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l'energia solare in energia elettrica, senza produrre alcun tipo di emissione inquinante e senza alcuna parte in movimento: questo assicura una grande affidabilità nel funzionamento e una richiesta di manutenzione minima.

I componenti fondamentali dell'impianto sono i moduli (o pannelli) fotovoltaici, costituiti da un materiale semiconduttore (spesso di tratta di silicio cristallino), in grado di produrre elettricità sfruttando la radiazione solare.

Un dispositivo elettronico, l'inverter, trasforma poi la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata, utilizzabile dall'utente finale.

Quadri elettrici, e cavi di collegamento, infine, completano l'impianto.

Cosa posso fare con un impianto fotovoltaico ?

Gli impianti fotovoltaici possono funzionare in parallelo alla rete elettrica (impianti grid connected) oppure in modo autonomo (impianti stand alone).

Gli impianti stand alone alimentano utenze isolate, cioè lontane dalla rete elettrica, come ad esempio rifugi di montagna, centraline metereologiche, centri di ristoro in aree parco, ecc. L'eventuale eccesso di energia elettrica prodotta rispetto alla domanda si accumula nelle batterie, per essere poi utilizzata nei momenti di scarsa insolazione o durante la notte.

Gli impianti più comuni, però, sono quelli grid connected, impiegati per alimentare utenze domestiche, industriali, agricole, etc.

In questi impianti, le apparecchiature (ad es. illuminazione, elettrodomestici, condizionatori, computer...) sono alimentate dal sistema fotovoltaico attraverso, l'inverter, se c'è disponibilità di energia solare o, in alternativa, dalla rete elettrica. È garantita, perciò, in maniera del tutto automatica, la fornitura continua di energia all'utente.
Per non sprecare, inoltre, l'energia solare, l'eccesso di energia elettrica prodotta dal fotovoltaico nei momenti di pieno sole effettua il percorso inverso, venendo immessa nella rete elettrica e venduta oppure scalata dalla bolletta.

In sostanza perciò la rete elettrica funziona come una batteria di accumulo infinitamente grande, capace di restituire l'energia che il fotovoltaico le trasmette nei momenti di maggiore insolazione.

Per riassumere molto semplicemente le possibili applicazioni, possiamo dire quindi, che, poiché un impianto fotovoltaico produce energia elettrica, ovunque ci sia una richiesta di elettricità un impianto fotovoltaico può dare un utile contributo.

I numeri del solare fotovoltaico

Se si utilizzano i comuni moduli in silicio cristallino, un impianto fotovoltaico necessita di una superficie compresa tra 7 e 10 m² per ogni kW di picco che si vuole installare.

È necessario precisare che il kW di picco (kWp) è la potenza elettrica generata in presenza di una insolazione standard ad una temperatura di 25°C. Con moduli a minore efficienza (ad es. sicilio amorfo) la superficie necessaria per installare la stessa potenza può essere più del doppio.

La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico dipende da diversi fattori:

• radiazione solare incidente sul sito di installazione
• orientamento e inclinazione dei moduli
• ombreggiamento
• prestazioni degli altri componenti dell'impianto (ad es. inverter)

Tenendo conto di questi fattori, in Italia, per ogni kWp installato, un impianto fotovoltaico produce tra i 1200 e i 1600 kWh/anno di energia elettrica utile.
Il costo di un impianto “chiavi in mano” oscilla tra i 5.000 e i 7.000 €/kWp mentre il costo di manutenzione è molto contenuto, circa l'1-1,5% del costo dell'impianto.
La durata di vita media è di almeno 25 anni. I moduli, infatti, che svolgono la funzione più rilevante dell'impianto, sono commercializzati con garanzie di 20 o 25 anni ed esistono ormai numerose conferme date da impianti che funzionano con ottime prestazioni da oltre 30 anni.

Un esempio pratico...

Considerando un'utenza domestica, al fine di coprire totalmente il suo consumo elettrico medio annuo, una famiglia avrebbe bisogno di un impianto fotovoltaico di potenza compresa tra i 2 e i 3 kWp, che occupa una superficie compresa tra i 15 e i 30 m² e ha un costo complessivo tra i 14.000,00 e i 20.000,00 €.
L'energia elettrica così prodotta genera una grande rendita, grazie al meccanismo di incentivazione del “conto energia”.

Produrre elettricità dal sole rende! Il “conto energia”

Dal settembre 2005 è attivo in Italia il meccanismo d'incentivazione in “conto energia”, che promuove e premia l'energia prodotta da impianti fotovoltaici, permettendo al proprietario dell'impianto stesso di avere rilevanti guadagni.
Non appena l'impianto installato, infatti, inizia a produrre il primo chilovattora (kWh) di energia elettrica, il Gestore del Sistema Elettrico (GSE), paga una speciale “tariffa incentivante” per ogni kWh prodotto.

Questa tariffa varia, a seconda della taglia dell'impianto e della sua integrazione architettonica (tra 2 e 3 volte il costo al quale l'energia si aquista in rete).

Nuovi incentivi stanziati dal IV Conto Energia:

(come si può notare, i nuovi incentivi sono vantaggiosi ma prevedono una diminuzione progressiva su base mensile, motivo in più per affrettarsi!)

Il GSE paga questa tariffa per 20 anni dall'entrata in esercizio dell'impianto. È importante precisare che questa tariffa viene pagata per tutta l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico, sia se viene auto-consumata dall'utenza, sia se è invece immessa nella rete elettrica; si tratta infatti di un premio per l'energia pulita generata.

Una volta conteggiata e premiata l'energia elettrica prodotta dall'impianto può prendere due strade: l'autoconsumo o l'immissione in rete.

Se l'energia è autoconsumata l'utente risparmia l'equivalente del prezzo di aquisto che si aggira intorno a 0,15-1,20 €/kWh, da sommare all'incentivo già illustrato.

Se invece l'energia va in rete e l'utente ha siglato un contratto di “scambio sul posto”, un apposito contatore permette di ottenere un rimborso sulla bolletta elettrica; in alternativa allo scambio sul posto l'energia può essere venduta sul libero mercato o al gestore di rete cui l'impianto è collegato.

Riassumendo...

Chi installa un impianto fotovoltaico ricava benfici economici da due differenti voci:

1. il ricavo della tariffa premiante del “conto energia”, in base alla potenza dell'impianto e quindi all'energia elettrica prodotta dall'impianto fotovoltaico per 20 anni.
2. Il beneficio derivante dall'uso della corrente elettrica prodotta:
a) “scambio sul posto”: il risparmio derivante dall'autoconsumo e dalla immissione in rete, compreso tra 0,15 e 0,20 €/kWh per tutta la vita dell'impianto.
b) “produttore”: il risparmio derivante dall'autoconsumo compreso tra 0,15 e 0,20 €/kWh oltre al ricavo dalla vendita per l'energia immessa in rete al prezzo di mercato, per tutta la vita dell'impianto.

In definitiva, quindi, l'investimento iniziale ha un tempo di ritorno economico compreso tra 8 e 10 anni, secondo il costo e la tipologia dell'impianto, l'insolazione della località ecc. Un tempo di ritorno molto più basso del tempo di vita dell'impianto, che è di 25 o 30 anni!

Last Updated on Thursday, 21 July 2011 14:33