Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l'energia solare in energia elettrica.

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1 FOTOVOLTAICO Che cosa è un impianto fotovoltaico? Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l'energia solare in energia elettrica. E' composto essenzialmente dai moduli fotovoltaici, da un inverter in grado di trasformare la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata, dai quadri elettrici e dai cavi di collegamento. I moduli fotovoltaici vanno in genere installati sul tetto, mentre l'inverter e i quadri elettrici possono essere installati all'interno o all'esterno dell'abiltazione. Quali sono i vantaggi della tecnologia fotovoltaica? I vantaggi possono riassumersi in: assenza di qualsiasi tipo di emissione inquinante risparmio di combustibili fossili affidabilità degli impianti poichè non esistono parti in movimento costi di esercizio e manutenzione ridotti al minimo modularità del sistema: per aumentare la potenza è sufficiente aumentare il numero dei moduli Quanta elettricità produce un impianto fotovoltaico? La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico dipende da diversi fattori: la radiazione solare incidente sul sito di installazione, l'orientamento e l'inclinazione della superficie dei moduli, l'assenza o la presenza di ombreggiamenti le prestazioni tecniche dei componenti dell'impinato (moduli e inverter) il corretto dimensionamento dei cavi Prendendo come riferimento un impianto da 1 KWp di potenza nominale, con orientamento ed inclinazioni ottimali (orientamento a SUD, con inclinazione di 30 ), nelle regioni settentrionali è possibile generare da a KWh/anno. Il consumo medio di una famiglia italiana è pari a circa KWh, e tale consumo può essere generato con un impianto da 3 KWp.

2 Quanto spazio occupa un impianto fotovoltaico? Facendo riferimento a moduli di silicio cristallino SunPower 315, che attualmente è il modulo con efficienza più elevata, un valore indicativo di occupazione di superficie è di circa 5,2 metri quadrati per ogni KWp di potenza nominale, mentre per i pannelli CIGS SOLIBRO, la superficie richiesta per i moduli da 90W è di 8,5 metri quadri per ogni KWp di potenza nominale e per i pannelli in silicio amorfo SCHOTT ASI-100 la superfice occupata per ogni KWp è di circa 14,5 metri quadri. Un impianto di 3 KWp occuperà una superficie variabile da 15,6 a 43,5 metri quadrati in funzione del tipo di pannello utilizzato. Occorre prestare attenzione al termine efficienza: un pannello che ha più efficienza non necessariamente si comporterà meglio con luce diffusa o con basse emissioni. Dove può essere isntallato un impianto fotovoltaico? I moduli possono essere collocati su qualsiasi pertinenza di un immobile (tetto, facciata, terrazzo, ecc) o sul terreno. La decisione deve essere presa in base alla presenza sul sito d'installazione dei seguenti requisiti: disponibilità di spazio necessario per installare i moduli corretta esposizione ed inclinazione assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento Il sito ideale dispone di una esposizione a SUD con un inclinazione dei moduli di 30 senza ostacoli in grado di creare ombreggiamento. Cosa si intende per potenza nominale dell'impianto? La potenza nominale (o di picco) dell'impianto fotovoltaico è la potenza elettrica generata da un impianto in condizioni standard e cioè con una temperatura di 25 C e una radiazione solare di W/mq. Difficilmente un sistema opererà alle condizioni standard, e quindi è importante avere a disposizione i dati relativi al comportamento del modulo fotovoltaico in condizioni operative. Quanto tempo può durare un impianto fotovoltaico? Nelle analisi tecniche ed economiche si usa far riferimento ad una vita utili complessiva di anni. I moduli fotovoltaici, che rappresentano i componenti economicamente più rilevanti, hanno una durata di vita che può superare i 30 anni.

3 Quanto costa un impianto fotovoltaico e a quanto ammontano i costi di manutenzione? I costi orientativi per un impianto fotovoltaico vanno da Euro/KWp per gli impianti di piccola taglia, a poco meno di Euro/KWp per impianti di grosse dimensioni. Il costo annuo di manutenzione è contenuto e in genere è inferiore all'1% del costo dell'impianto. I costi in genere sono molto variabili e sono influenzati essenzialmente: dal tipo di installazione prevista: un impianto integrato costerà di più di un impianto semi integrato dalla necessità di utilizzo di ponteggi o di gru o di elevatori dal tipo di modulo fotovoltaico utilizzato Quali incentivi esistono per gli impianti fotovoltaici? Gli incentivi hanno l'obiettivo di sostenere la diffusione di questa tecnologia per poter raggiungere adeguate economie di scala a livello produttivo e livelli di costo più accessibili per il cliente finale. In Italia e in molti paesi europei è attivo un incentivo che prende il nome di CONTO ENERGIA. Il conto energia prevede 9 diverse tariffe incentivanti per i KWh prodotti dall'impianto fotovoltaico e una serie di premi aggiunti per chi risparmia energia elettrica e per chi sostituisce le superfici in eternit con moduli fotovoltaici. La tabella riporta il contributo erogato per ogni KW prodotto dall impianto solare nelle varie fasce Le tariffe previste dal DM variano in funzione della potenza dell'impianto e del grado di integrazione e vengono erogate per 20 anni.

4 Con un impianto fotovoltaico è possibile azzerare la bolletta enel? Oltre agli incentivi statali, è possibile usufruire dell'opzione SCAMBIO SUL POSTO. E' possibile immettere l'energia prodotta in eccesso sulla rete elettrica che verrà acquistata dal GSE (gestore servizi elettrici). La quota pagata dal GSE è pari al valore minimo tra il valore attribuito all'energia immessa e quello pagato al gestore (enel) per l'acquisto dell'energia. Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa se l'impianto è dimensionato in modo da produrre un quantitativo di energia elettrica minore o uguale all'energia elettrica consumata. Per calcolare il risparmio si moltiplica la produzione dell'impianto fotovoltaico per il costo dell'energia elettrica. Il costo dell'energia elettrica per impianti di piccole e medie dimensioni si aggira intorno a 0,16-0,22 Euro/KWh e si prevede in ulteriore aumento nei prossimi anni. Ad esempio un impianto fotovoltaico da 3 KWp installato nel nord italia (irragiamento medio di KWh/anno) ha una produzione stimata di KWh/anno; moltiplicando tale valore di energia per 0,2 Euro avremo un risparmio annuo in bolletta di 660 Euro. In quanto tempo è possibile ammortizzare un impianto fotovoltaico? Per determinare il periodo entro in quale è possibile ammortizzare l'impianto fotovoltaico si somma il contributo erogato in base al CONTO ENERGIA agli importi ricavabili dallo SCAMBIO SUL POSTO. Prendendo come riferimento un impianto integrato di 3 KWp, il cui costo è variabile da a Euro per KWp (totale Euro), è possibile ottenere circa KWh all'anno con un introito di 0,480 x = Euro dovuto al CONTO ENERGIA e di 0,2 x = 660 Euro per lo SCAMBIO SUL POSTO. Dividendo il costo dell'impianto per l'introito annuale, è possibile vedere come l'ammortamento possa avvenire in circa 8-10 anni. Poichè il CONTO ENERGIA rimane attivo per 20 anni, al termine di tale periodo non solo si sarà ottenuto l'ammortamento dell'impianto, ma anche un guadagno effettivo pari ad almeno il costo pagato per l'impianto. Un impianto da 6KWp ha un costo di circa Euro e consente di ottenere un introito annuo di circa Euro, con un tempo di ammortamento di 8 anni, e un guadagno nei 20 anni maggiore di Euro.

5 ESEMPIO Per dimensionare correttamente l'impianto è necessario innanzitutto determinare il consumo energetico annuo. Per fare ciò è sufficiente determinare dalla bolletta enel il consumo effettivo in KWh e il periodo della lettura. In figura è riportata la boleltta di una famiglia di 2 persone entrambi lavoratori.

6 Il consumo è abbastanza ridotto, e pari a 280 KWh per 61 giorni. In genere inq uesta situazione molti pensano che la realizzazione di un impianto fotovoltaico non possa creare vantaggi, anzi che è da evitare. Come vedremo più avanti ciò non è assolutamente vero. Dividendo il consumo per il numero dei giorni si ottiene un consumo giornaliero di: 280/61 = 4,59 KWh al giorno, e considerando un anno solare, è possibile stimare un consumo totale di 4,59 * 365 = KWh. Per stabilire la potenza di picco che dovrà avere l'impianto, è sufficiente dividere il consumo annuo per 1.100; si ottiene 1.675/1.100 = 1,52 KWp Anche se il contatore ENEL è in grado di fornire una potenza massima di 3 KW, è opportuno considerare l'installazione di un impianto fotovoltaico di potenza pari a circa 1,52 KWp. Per ottenere il massimo rendimento dallo SCAMBIO SUL POSTO, l'energia prodotta in un anno deve essere consumata, e non ha senso installare impianti di dimensioni superiori a quella ottimale. La potenza generata da un pannello SOLIBRO è di circa 85 Wp, e per ottenere 1,52 KWp sono richiesti 1.520/230 = 17,9 pannelli. Considerando un impianto con 18 pannelli SOLIBRO con tecnologia CIGS, si ha una potenza nominale di 1,53 KWp in grado di generare in un anno 1,530 x = KWh. Lo spazio richiesto per gli 18 pannelli è pari a circa 14 metri quadri. Poichè l'impianto ha dimensioni inferiori a 3KWp, se si considera un impianto di tipo integrato, si ha un incentivo di 0,48 Euro per KWp. Il costo dell'impianto con i pannelli SOLIBRO è pari a circa Euro. Per una valutazione economica occore considerare: la diminuzione del rendimento dei pannelli con il passare del tempo: il costruttore garantisce una perdita massima del 10% dopo 10 anni e del 20 % dopo 20 anni, e quindi è possibile considerare una perdita di renimento pari all'1% anno l'aumento del costo dell'energia elettrica, stimabile in circa il 2% all'anno il costo dell'assicurazione "all risk" e il suo aumento annuale, considerato pari al 1,5% il costo della manutenzione, pari a circa l'1% del valore dell'impianto all'anno, con un aumento annuale dell'1%

7 Anno Energia Contributo Enel Tot Enel TOT Assicurazione Manutenzione NETTO Progressivo ,00 807,84 0, , ,76 100,00 100, , , ,17 799,76 0, , ,64 101,50 101, , , ,51 791,76 0, , ,64 103,02 102, , , ,01 783,85 0, , ,76 104,57 103, , , ,68 776,01 0, , ,00 106,14 104, , , ,52 768,25 0, , ,35 107,73 105, , , ,51 760,57 0, , ,83 109,34 106, , , ,67 752,96 0, , ,42 110,98 107, , , ,98 745,43 0, , ,13 112,65 108, ,48 188, ,45 737,98 0, , ,95 114,34 109, ,61 876, ,08 730,60 0, , ,89 116,05 110, , , ,85 723,29 0, , ,95 117,79 111, , , ,79 716,06 0, , ,12 119,56 112, , , ,87 708,90 0, , ,41 121,36 113, , , ,10 701,81 0, , ,82 123,18 114, , , ,48 694,79 0, , ,34 125,02 116, , , ,00 687,84 0, , ,97 126,90 117, , , ,67 680,96 0, , ,72 128,80 118, , , ,49 674,15 0, , ,58 130,73 119, , , ,44 667,41 0, , ,56 132,70 120, , ,46 Dalla tabella è facile vedere come l'impianto si possa ammortizzare in circa 9 anni e che il guadagno a 20 anni supera gli euro. Al termine del periodo di incentivazione, l'impianto continuerà a produrrre e si potrà ottenere un risparmio energetico non indifferente, con un guadagno a 30 anni di oltre euro. Anno Energia Contributo Enel Tot Enel TOT Assicurazione Manutenzione NETTO Progressivo ,54 0,00 0, ,91 490,91 0,00 122,02 490, , ,77 0,00 0, ,72 495,72 0,00 123,24 495, , ,14 0,00 0, ,58 500,58 0,00 124,47 500, , ,65 0,00 0, ,49 505,49 0,00 125,72 505, , ,30 0,00 0, ,44 510,44 0,00 126,97 510, , ,07 0,00 0, ,44 515,44 0,00 128,24 515, , ,98 0,00 0, ,49 520,49 0,00 129,53 520, , ,02 0,00 0, ,59 525,59 0,00 130,82 525, , ,19 0,00 0, ,74 530,74 0,00 132,13 530, , ,49 0,00 0, ,95 535,95 0,00 133,45 535, ,82

8 Come altro esempio, consideriamo un impianto dedicato ad un azienda con un elevato consumo elettrico, che si suppone pari a circa KWh/anno e con una bolletta mensile di circa Euro. Considerando il rendimento dei pannelli, il corretto dimensionamento richiederebbe un generatore fotovoltaico di potenza pari ad almeno 90 KWp. Per poter avere tale potenza utilizzando i moduli con tecnologia CIS (Rame, Indio e Selenio), oppure con tecnologia CIGS (Rame, Indio, Gallio e Selenio) è necessario prevedere l'installazione di pannelli da 80 Wp. La superficie necessaria per l'installazione dei pannelli dovrà essere pari ad almeno 860 metri quadri. Poichè l'impianto ha dimensioni superiori ai 20 KWp, considerando una isntallazione semi integrata, si potrà avere un incentivo di 0,392 Euro per KWp. Il costo dell'impianto con i pannelli CIGS SOLIBRO è pari a circa Euro. Anno Energia Contributo Enel Tot Enel TOT Assicurazione Manutenzione NETTO Progressivo , ,00 0, , , , , , , , ,92 0, , , , , , , , ,72 0, , , , , , , , ,36 0, , , , , , , , ,81 0, , , , , , , , ,02 0, , , , , , , , ,96 0, , , , , , , , ,59 0, , , , , , , , ,88 0, , , , , , , , ,78 0, , , , , , , , ,26 0, , , , , , , , ,29 0, , , , , , , , ,82 0, , , , , , , , ,84 0, , , , , , , , ,29 0, , , , , , , , ,14 0, , , , , , , , ,37 0, , , , , , , , ,94 0, , , , , , , , ,81 0, , , , , , , , ,95 0, , , , , , ,36

9 Anno Energia Contributo Enel Tot Enel TOT Assicurazione Manutenzione NETTO Progressivo ,79 0,00 0, , ,26 0, , , , ,06 0,00 0, , ,09 0, , , , ,43 0,00 0, , ,23 0, , , , ,81 0,00 0, , ,71 0, , , , ,14 0,00 0, , ,54 0, , , , ,31 0,00 0, , ,75 0, , , , ,27 0,00 0, , ,36 0, , , , ,93 0,00 0, , ,40 0, , , , ,21 0,00 0, , ,89 0, , , , ,04 0,00 0, , ,86 0, , , ,45 Con le considerazioni fatte anche per le precedenti analisi, è possibile vedere come: l'impianto può essere ammortizzato interamente in circa 7 anni l'utile netto a 20 anni è di oltre euro l'utile a 30 anni supera i di euro I valori indicati sono ovviamente indicativi in quanto i costi reali potranno essere stimati solo dopo la realizzazione del progetto.

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