Provincia di Olbia Tempio Attività di formazione inerenti le energie rinnovabili e l efficienza energetica. Marcello Antinucci antinucci@ecuba.

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1 Provincia di Olbia Tempio Attività di formazione inerenti le energie rinnovabili e l efficienza energetica Marcello Antinucci antinucci@ecuba.it

2 Decreto Legislativo 29 dicembre 2003, n. 387 "Attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità" Il Decreto Legislativo 29 dicembre 2003, n. 387 recepisce la Direttiva 2001/77/CE e introduce una serie di misure volte a superare i problemi connessi al mercato delle diverse fonti di Energia Rinnovabile. Costituiscono fonti rinnovabili: Energia eolica Energia solare Energia geotermica Moto ondoso Maree Risorse idriche Biomasse (parte biodegradabile dei rifiuti agricoli, industriali e urbani) 2

3 Decreto Legislativo 03 marzo 2011, n. 28 "Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell uso dell energia da fonti rinnovabili Il Decreto Legislativo modifica il regime di incentivazione per le fonti rinnovabili, in vista dell obiettivo italiano del 17% al Costituiscono fonti rinnovabili anche: «energia aerotermica»: energia accumulata nell'aria ambiente sotto forma di calore; «energia geotermica»: energia immagazzinata sotto forma di calore nella crosta terrestre; «energia idrotermica»: energia immagazzinata nelle acque superficiale sotto forma di calore. 3

4 Bilancio Elettrico Nazionale (anno 2007) Fonte: GSE 4

5 Bilancio Elettrico Nazionale (anno 2007) Quota percentuale di fonti rinnovabili nella produzione di elettricità in Italia: Situazione attuale: 16% (escludendo idroelettrico e rifiuti 4%) 5 Fonte: GSE

6 D.Lgs. 192/2005 e ss.mm.ii. Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d uso all articolo 3 del decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, nel caso di edifici pubblici e privati, è obbligatorio l utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia termica ed elettrica. Nel caso di edifici di nuova costruzione, pubblici e privati, o di ristrutturazione degli stessi conformemente all articolo 3, comma 2, lettera a), è obbligatoria l installazione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica. 6

7 D.Lgs. 192/2005 e ss.mm.ii. Le modalità applicative degli obblighi di cui al comma precedente, le prescrizioni minime, le caratteristiche tecniche e costruttive degli impianti di produzione di energia termica ed elettrica con l utilizzo di fonti rinnovabili, sono definite, in relazione alle dimensioni e alle destinazioni d uso degli edifici, con i decreti di cui all articolo 4, comma 1. Le valutazioni concernenti il dimensionamento ottimale, o l eventuale impossibilità tecnica di rispettare le presenti disposizioni, devono essere dettagliatamente illustrate nella relazione tecnica di cui al comma 15. In mancanza di tali elementi conoscitivi, la relazione è dichiarata irricevibile. 7

8 Finanziaria 2008 Con la Legge Finanziaria 2008 è stato introdotto il seguente articolo nel Testo Unico dell Edilizia: «1-bis. A decorrere dal 1o gennaio 2009 ( ) ai fini del rilascio del permesso di costruire, deve essere prevista, per gli edifici di nuova costruzione, l'installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, in modo tale da garantire una produzione energetica non inferiore a 1 kw per ciascuna unità abitativa, compatibilmente con la realizzabilità tecnica dell'intervento. Per i fabbricati industriali, di estensione superficiale non inferiore a 100 metri quadrati, la produzione energetica minima è di 5 kw». 8

9 IMPIANTI FOTOVOLTAICI 9

10 Impianti Fotovoltaici La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare l energia solare in energia elettrica. Essa sfrutta il cosiddetto effetto fotoelettrico, cioè la capacità che hanno alcuni semiconduttori opportunamente trattati di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa. Palestra di Anzola Geovest s.r.l. Pensilina Fotovoltaica Fiera di Modena Comune di Modena 10

11 Irradiazione Solare Distribuzione spettrale della radiazione solare dopo l attraversamento dell atmosfera 11

12 Irradiazione Solare 12

13 Effetto Fotoelettrico - Giunzione PN Una tipica cella PV al silicio consiste in un sottile wafer composto da uno strato superiore ultra-sottile di silicio drogato N, deposto su uno strato inferiore più spesso di silicio drogato P (giunzione P-N). Quando i fotoni (luce solare o altra sorgente) raggiungono la superficie di una cella PV, vanno a stimolare elettroni e a produrre un flusso di corrente quando la cella è in serie ad un carico elettrico. 13

14 La Cella Fotovoltaica Il dispositivo elementare capace di convertire la radiazione solare in energia elettrica è la cella fotovoltaica, un dispositivo costituito da una sottile fetta di materiale semiconduttore, molto spesso silicio, opportunamente trattata. Il trattamento è caratterizzato da diversi processi chimici, tra i quali i cosiddetti drogaggi. Inserendo nella struttura cristallina delle impurità, si genera un campo elettrico e si rendono anche disponibili le cariche necessarie alla formazione della corrente elettrica. Questa si crea quando la cella, le cui due facce sono collegate ad un utilizzatore, è esposta alla luce. 14

15 Cella monocristallina - sc-si - Potenza: Wp/m 2

16 Cella policristallina - mc-si - Potenza: Wp/m2

17 Cella a film sottile - Potenza: Wp/m2

18 Celle a Film Sottile Uno strato ultrasottile di materiale semiconduttore, tipicamente silicio amorfo (a Si con struttura disorganizzata) è deposto chimicamente in camera a vuoto su un substrato, eventualmente ricurvo e trasparente. Si usa anche solfuro di cadmio microcristallino (CdS), deposto a spray. Vantaggi 1. Grandi aspettative in termini di riduzione dell energia e dei costi di fabbricazione dei materiali per sistemi PV 2. È possibile realizzare superfici curve 3. È possibile realizzare dispositivi semitrasparenti 4. Il comportamento nell infrarosso è eccellente Svantaggi 18

19 Dalla Cella all impianto PV Cella Modulo Pannello Celle fotovoltaiche: sono connesse elettricamente in serie e/o in parallelo al fine di raggiungere la differenza di potenziale, la corrente elettrica, la potenza desiderate. Stringa Moduli fotovoltaici: sono circuiti di gruppi di celle PV (36 celle). Essi costituiscono il componente elementare su cui sono costruiti I sistemi PV. Pannelli fotovoltaici: possono includere uno o più moduli PV assemblati. Generatore fotovoltaico insieme di stringhe collegate in parallelo per ottenere la potenza voluta Stringa fotovoltaica: è l unità di produzione di potenza dell impianto ed è costituita da un numero opportuno di moduli e/o pannelli connessi in serie. 19

20 Impianti Grid Connected Alimentano utenze elettriche già servite dalla rete nazionale e riversano in rete la loro produzione, convertita in corrente alternata e sincronizzata. Principali componenti: Campo fotovoltaico Attraverso un opportuno numero di moduli fotovoltaici viene prodotta corrente elettrica continua Inverter Ha la funzione di trasformare la corrente da continua ad alternata Contatori Misurano l energia prodotta dall impianto e quella scambiata con la rete elettrica (a seconda della modalità di connessione scelta) 20

21 Efficienza di Conversione Sotto condizioni di irraggiamento standard (1000 W/m2), una tipica cella PV commerciale con un area di 160 cm2 può produrre circa 2 W di potenza al picco. = EFFICIENZA DI CONVERSIONE Rapporto tra: Potenza Elettrica Massima Erogata e Potenza ricevuta dal sole silicio monocristallino 13-16% silicio policristallino 11-15% silicio amorfo 5-8% 21

22 Orientamento ed inclinazione Radiazione su Superficie orizzontale Valori di radiazione solare media annua: 1. Norma UNI 10349, Riscaldamento e raffrescamento degli edifici Dati climatici 2. Atlante Solare Europeo 3. Banca dati ENEA 22

23 Orientamento ed inclinazione Esposizione del Pannello Fotovoltaico Coefficiente da applicare alla radiazione solare su superficie orizzontale per ottenere la radiazione solare su superfici diversamente orientate ed inclinate. 23

24 Diagramma delle traiettorie del Sole 24

25 Diagramma delle traiettorie del Sole: Valutazione ombreggiamenti Operazione di rilevamento degli ostacoli allo scopo di valutare l'effetto dell'ombreggiamento sulla producibilità dell'impianto. 25

26 Rendimento dell impianto In un impianto ben progettato ed installato l entità delle perdite nel campo PV varia dal 10% al 15%. Almeno la metà di tali perdite è dovuta all aumento della temperatura delle celle. A queste perdite del campo PV vanno sommate quelle sul lato c.a. (perdite nel resto dell impianto) valutabili intorno al 5%-10% (inverter, cavi ed altri componenti elettrici) Complessivamente l energia elettrica che può produrre un impianto PV, in base alla radiazione solare disponibile sui moduli, va ridotta moltiplicandola per un coefficiente 0,75 0,85, sempre nel caso di corretta progettazione ed installazione. 26

27 Valore energia producibile Valori di radiazione solare media Fattore di albedo Esposizione del modulo: orientamento ed inclinazione Valutazione ombreggiamenti Rendimento complessivo impianto Fotovoltaico Valore di Energia Producibile kwh/anno 27

28 Il Conto Energia Per favorire l installazione di impianti fotovoltaici sul proprio territorio l Italia si è dotata, sul modello tedesco, di un sistema denominato CONTO ENERGIA. E entrato in vigore, nell agosto 2005, ed è stato riformato con il DM 19/02/2007, e poi ancora col DM 6 agosto Il Decreto del 2010 fissava l obiettivo nazionale di potenza elettrica fotovoltaica da installare in 8000 MW entro il 2020 e stabiliva in 3000 MW disponibilità di potenza elettrica cumulativa che poteva ottenere le tariffe del conto energia col decreto stesso. 28

29 Il Conto Energia IL D. Lgsl. 03 marzo 2011, n. 28 sospende tutte le disposizioni in vigore al 31 maggio 2011, e promette una nuova disciplina entro il 30 aprile. La bozza di nuovo conto energia (quarto) è ancora in bozza ed è in discussione alla Conferenza Stato Regioni. La proposta del Governo è già circlata ed ha raccolto forti critiche dagli investitori. 29

30 tariffe incentivanti del GSE in vigore attualmente. 30

31 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) fino a fine Nuovo obiettivo: MW al 2016 ( M ) 31

32 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) fino a fine piccoli impianti (non definiti ancora): nessun limite di quantità fino a tutto il successivamente valgono i valori massimi in tabella: 32

33 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) fino a fine

34 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) fino a fine

35 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) nel

36 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) dopo il La tariffa diviene onnicomprensiva sulla quantità immessa in rete, con un premio sull autoconsumo. Sparisce lo scambio sul posto? 36

37 Nuove tariffe Incentivanti del GSE (Gestore Servizi Elettrici) dopo il Riduzioni progressive programmate: 37

38 Modalità di installazione. 38

39 Tariffe Incentivanti del GSE - PREMI Premio massimo +30% della tariffa in vigore. 39

40 Tariffe Incentivanti del GSE - PREMI Premio per edifici di nuova costruzione. 40

41 Tariffe Incentivanti del GSE per l anno 2011 titolo III e IV Titolo III Titolo IV 41

42 Valorizzazione dell energia prodotta dall impianto PV 1 Vendita dell energia alla rete. Corrispettivo 0,09 /kwh Utilizzo dell energia elettrica prodotta dall impianto: 1. Cessione in rete dell energia elettrica 2. Autoconsumo dell energia e vendita dell eccedenza 3. Scambio sul Posto 2 Consumo in diretta dell energia elettrica prodotta L energia prodotta attraverso fonte rinnovabile e ceduta al gestore della rete viene scontata sui consumi del produttore 42 3

43 Scambio sul Posto Lo scambio sul posto (Del. AEEG n. 74/08) è un servizio che viene erogato dal GSE dal giorno 1 Gennaio 2009 (in precedenza dai distributori) su istanza degli interessati. Consente all utente che abbia la titolarità o la disponibilità di un impianto, la compensazione tra il valore associabile all energia elettrica prodotta e immessa in rete e il valore associabile all energia elettrica prelevata e consumata in un periodo differente da quello in cui avviene la produzione. Sono interessati a proporre istanza al GSE coloro nella cui disponibilità o titolarità vi sia uno o più impianti: alimentati da fonti rinnovabili di potenza fino a 20 kw; alimentati da fonti rinnovabili di potenza fino a 200 kw (se entrati in esercizio dopo il 31 dicembre 2007); di cogenerazione ad alto rendimento di potenza fino a 200 kw. 43

44 Scambio sul Posto Lo Scambio sul Posto prevede il riconoscimento di un contributo, a favore dell utente dello scambio, che si configura come ristoro di una parte degli oneri sostenuti per il prelievo di energia elettrica dalla rete. Ai fini del calcolo del contributo, da determinarsi su base annuale solare, vengono presi in considerazione: La quantità di energia elettrica scambiata con la rete (l ammontare minimo tra energia immessa e prelevata dalla rete nel periodo di riferimento) Il controvalore in Euro dell energia elettrica immessa in rete; Il valore in Euro dell onere di prelievo sostenuto per l approvvigionamento dell energia prelevata dalla rete, suddiviso in onere energia e onere servizi. Nel caso in cui il controvalore dell energia immessa in rete risultasse superiore all onere energia sostenuto dall utente dello scambio, il saldo relativo viene registrato a credito dell utente medesimo che potrà utilizzarlo per compensare l onere energia degli anni successivi. 44

45 Scambio sul Posto: Schema generale impianto 45

46 Grazie per l attenzione. antinucci@ecuba.it