ARCHITETTURA E FOTOVOLTAICO: VERSO L AUTONOMIA ENERGETICA DEGLI EDIFICI

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1 ARCHITETTURA E FOTOVOLTAICO: VERSO L AUTONOMIA ENERGETICA DEGLI EDIFICI Andrea Olivero 28/03/ Agenda 1. Perché installare un sistema fotovoltaico? 2. Che cos é il Conto Energia? 3. Come funziona un sistema fotovoltaico? 28/03/

2 PERCHE INSTALLARE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO? 28/03/ Il Concetto di Sostenibilità SODDISFARE I BISOGNI DEL PRESENTE SENZA COMPROMETTERE LA CAPACITA DELLE GENERAZIONI FUTURE DI SODDISFARE I PROPRI Essere in equilibrio Economico ed Ecologico. 28/03/

3 Fabbisogno e Disponibilità L Energia del Sole Geotermico Biomasse Fabbisogno mondiale annuale di energia Energia Solare IdroElettrico Eolico Lo 0,05% dell Energia Solare basterebbe a coprire il fabbisogno energetico mondiale. 28/03/ Una Forte Motivazione Ecologica In tabella è presentato il beneficio per l ambiente nei termini di Tonnellate Equivalenti di Petrolio e di Emissioni di CO2 evitate per due impianti, uno residenziale da 3 kwp ed uno industriale da 50 kwp. NB: i pannelli fotovoltaici dopo 2/3 anni di funzionamento hanno prodotto un beneficio all ambiente, in termini di CO2, pari a quello necessario per realizzarli. 28/03/

4 Quanto durerà il petrolio? È finita l era del petrolio facile 28/03/ La Decentralizzazione Energetica Quali sono i vantaggi della decentralizzazione energetica? Eliminazione della dipendenza dalle Multinazionali dell Energia. Responsabilizzazione locale relativamente all efficienza e alla sostenibilità dei sistemi di produzione energetica. Potenziale indipendenza energetica. Costo dell Energia costante per tutta la durata dell impianto. 28/03/

5 I Sistemi Fotovoltaici Connessi in Rete: i vantaggi economici 1. Moduli Fotovoltaici (Radiazione solare DC) 2. Inverter (DC-AC) 3. Contatore GSE (kwh prodotti) 4. Contatori di Rete (ingresso - uscita) 5. Quadro di connessione alla rete 6. Utenze elettriche Ci sono due vantaggi economici: 1. Si risparmia l energia non acquistata dal Distributore di Rete Meccanismo dello Scambio sul Posto. 2. Tutta l energia prodotta viene incentivata (contatore GSE). 28/03/ CHE COS E IL CONTO ENERGIA? 28/03/

6 Il Decreto Che cos è il Conto Energia? Il 19 febbraio 2007 è stato pubblicato il nuovo Decreto Ministeriale per l incentivazione degli impianti fotovoltaici (DM 19/02/2007) chiamato Conto Energia. Chi è il GSE? Il GSE S.p.a. è il Gestore dei Servizi Elettrici, società di proprietà del Ministero dell Economia e delle Finanze. Il GSE ha il ruolo di soggetto attuatore per l incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare. 28/03/ I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione I Moduli Fotovoltaici colpiti dalla radiazione solare producono energia elettrica in forma continua. 28/03/

7 I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione L Inverter trasforma l energia elettrica da continua in corrente alternata. 28/03/ I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione Il Conto Energia prevede l installazione di un contatore (GSE) che misura tutta l energia prodotta dall impianto fotovoltaico, che verrà pagata con la tariffa incentivante. 28/03/

8 I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione L energia entra nella rete elettrica del distributore e viene misurata. 28/03/ I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione L utente rimane collegato alla rete elettrica che funge da grande accumulatore di energia, rendendola disponibile quando serve. Si paga solo l eventuale differenza (regime di Scambio sul Posto, attualmente applicabile per impianti sino a 20 kwp). 28/03/

9 I Sistemi Connessi in Rete Contatore GSE Conto Energia Vano Contatore Moduli Fotovoltaici Inverter Linea elettrica Senso del flusso di energia fotovoltaica Senso del flusso di energia dalla rete Utenze elettriche della casa Rete Nazionale di Distribuzione Tutta l energia prodotta viene incentivata (contatore GSE) e si risparmia l energia non acquistata dal Distributore di Rete (contatore bidirezionale). 28/03/ Gli Incentivi La tariffa incentivante (Euro/kWh) viene riconosciuta su tutta l energia prodotta e varia in funzione della classe di potenza e della tipologia dell impianto: Potenza Impianto Non Integrato Parzialmente Integrato Integrato 1kWp < P <= 3kWp 0,40 0,44 0,49 3kWp < P <= 20kWp 0,38 0,42 0,46 P > 20kWp 0,36 0,40 0,44 Gli impianti realizzati sugli edifici pubblici godono sempre della massima tariffa. Validità per tutti gli impianti entrati in servizio entro il 31 dicembre Le tariffe hanno validità per 20 anni e sono costanti per tutto il periodo. Biennio : riduzione del 2%. Dopo il 2010 il Ministero si riserva di comunicare le eventuali revisioni. 28/03/

10 Esempi di installazioni integrate con moduli al silicio cristallino Definizione di integrazione architettonica: Sostituzione dei materiali di rivestimento di tetti, coperture, facciate di edifici e fabbricati con moduli fotovoltaici aventi la medesima inclinazione e funzionalità architettonica della superficie rivestita 28/03/ Esempi di installazioni integrate con moduli al silicio amorfo 28/03/

11 Esempi di installazioni integrate con moduli semitrasparenti 28/03/ Altri esempi di installazioni integrate 28/03/

12 Esempi di installazioni parzialmente integrate con moduli al silicio cristallino Definizione di parziale integrazione architettonica: "Moduli fotovoltaici installati su tetti piani e terrazze di edifici e fabbricati 28/03/ Esempi di installazione non integrate 28/03/

13 I Premi Incentivo Quando si ottiene l aumento dell incentivo? Sostituzione coperture esistenti in eternit con impianto integrato nella nuova copertura - Premio 5%. Impianti realizzati da scuole e ospedali - Premio 5%. Impianti realizzati su edifici pubblici in piccoli Comuni (minori di abitanti) - Premio 5%. I suddetti incrementi non sono tra loro cumulabili. Come posso ottenere un ulteriore aumento dell incentivo? Attraverso interventi volti alla Riqualificazione Energetica dell edificio sul quale si installa l impianto fotovoltaico, si ottiene un ulteriore aumento dell incentivo, sino ad un massimo del 30% dello stesso. Il suddetto incremento è cumulabile con i precedenti. 28/03/ I Meccanismi di Vendita e Consumo Quali sono i meccanismi che regolano il rapporto con il Distributore di Rete? Scambio sul Posto - si traduce in detrazione diretta dell energia energia autoprodotta dalla bolletta. Attualmente limitato agli impianti con potenza installata non superiore ai 20 kwp. (La Legge Finanziaria 2008 ha esteso il limite dello scambio sul posto a 200 kwp: si è in attesa della relativa delibera tecnica dell Autorita dell Energia Elettrica e del Gas). Vendita e Consumo - si detrae direttamente il solo consumo contemporaneo alla autoproduzione, le eccedenze si vendono e si acquistano dal distributore di rete. Vendita Integrale - si vende tutta l energia prodotta. 28/03/

14 Un Impianto Residenziale Premesse generali impianto: 28/03/ Un Impianto Residenziale Schema adottato: Scambio sul posto (valori riferiti al 1 anno). inverter energia prodotta energia ceduta prelevata kwh/a kwh/a 81 /a 1.871,31 PremioGSE energia consumata kwh/a /a 688,95 RisparmioEnergetico 28/03/

15 Un Impianto Residenziale Analisi Economica: Investimento richiesto: Risultato Economico = 2,7 volte il capitale investito 28/03/ Un Impianto Residenziale Parametri economici/finanziari (in autofinanziamento): 28/03/

16 Un Impianto Residenziale Parametri economici/finanziari (con finanziamento): 28/03/ Un Impianto Residenziale Risultati economici/finanziari: 28/03/

17 Questi impianti sono una forma di investimento? CON IL CONTO ENERGIA IL FOTOVOLTAICO, OLTRE AD ESSERE UNA VIA PER L INDIPENDENZA ENERGETICA E UN BUON INVESTIMENTO A MEDIO- LUNGO TERMINE 28/03/ CHE COS E UN SISTEMA FOTOVOLTAICO? 28/03/

18 La Cella Fotovoltaica Radiazione solare Elettrodo negativo Silicio n-drogato Elettrodo positivo Giunzione np Silicio p-drogato Le Celle Fotovoltaiche sono costituite da strati di semi-conduttori, capaci di convertire la radiazione solare in energia elettrica sotto forma di corrente continua. 28/03/ Il Modulo Fotovoltaico La Potenza Standard di un modulo si misura in Watt di Picco. 28/03/

19 Watt di Picco Che cosa significa Wp? La potenza massima erogabile da un modulo fotovoltaico, nelle condizioni standard di test: Radiazione solare = W/m2, Temperatura cella = 25 C Densità dell aria (AM) = 1,5 Perché si definisce una temperatura della cella? La potenza di una cella fotovoltaica è dipendente dalla temperatura e in modo semplicistico si può definire che diminuisce all aumentare della temperatura stessa. 28/03/ L effetto della Temperatura Modulo Policristallino 200 Wp L aumento della temperatura della cella corrisponde ad una riduzione dell efficienza di conversione della stessa. 28/03/

20 L irraggiamento solare annuo kwh/a/kwp La Producibilità fotovoltaica di Pinerolo kwh/anno per kwp (fonte PVGIS EU) 28/03/ Come si dimensione un impianto FV? Esempio: Villetta unifamiliare con contatore installato da 6 kw e consumi medi annui pari a kwh/a. Ubicazione Pinerolo con producibilità fotovoltaica pari a circa kwh/a per ogni kwp installato. In regime di Scambio sul Posto, qual è il corretto dimensionamento dell impianto? 4 kwp => (1.200 kwh/a/kwp x 4 kwp = kwh/a) I consumi medi annui sono la base del corretto dimensionamento, non la potenza del contatore! 28/03/

21 I Diversi Tipi di Moduli Fotovoltaici Tipo di Celle Efficienza del Modulo Spazio lordo necessario per 1 kw p Mono Cristallino Poli Cristallino (EFG) Poli Cristallino Film sottile (CIS Copper-Indium-Diselenid) id) Film sottile: amorfo 28/03/ I Moduli Fotovoltaici a base silicio Silicio Cristallino: Maggior efficienza di conversione Minor spazio necessario (7/8 m2 / kwp) Policristallino 200 Wp (1490x990 mm.) Monocristallino 175 Wp (1580x860 mm.) Silicio Amorfo: Miglior comportamento alle alte temperature Adatti a soluzioni integrate Minor utilizzo di silicio Amorfo (rotoli) 136 Wp (5490x390 mm.) Amorfo 60 Wp (990x990 mm.) 28/03/

22 Garanzie Moduli: 2 / 5 / 10 anni garanzia prodotto 12 anni di garanzia della Potenza massima (STC) > 90% 20 / 25 anni di garanzia della Potenza massima (STC) > 80% Inverter: residenziali: da 5 a 7 anni rinnovabili di anno in anno industriali: normalmente 2 anni rinnovabili di anno in anno 28/03/ L orientamento dei Moduli Ovest Sud Est Da 0 Sud a 45 Est/Ovest la perdita di efficienza è pari a circa il 5%. 28/03/

23 L inclinazione dei Moduli Produzione Fotovoltaica kwh/anno/kwp Inclinazione Moduli Da 30 a 10 la perdita di efficienza è pari a circa il 9% (moduli policristallini EFG, dati per Prarostino). 28/03/ Le Ombre L effetto di un semplice camino: L effetto di una falda: 28/03/

24 Le Condizioni di Installazione Orientamento dei moduli a sud, sud-est e sud-ovest è possibile con perditi accettabili. Inclinazione tra 25 e 35 è perfetta. Assenza o presenza minimale i di ombreggiature. Spazio richiesto mediamente pari a 8/10 m2 per kwp su tetti inclinati e 18/20 m2 su tetti piani. Altezza Distanza c.a. 3-5 altezza 28/03/ LAVORIAMO PER UN MONDO MIGLIORE 28/03/

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