5.1 Introduzione. 5.2 Caratteristiche terreno

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1 Articolo estratto dalla tesi di Laurea dell ING GENTILE, metteremo a confronto due tipologie di tecnologie, nel dettaglio quella Convenzionale, o Tradizionale, è quella più recente, a Concentrazione. Partiremo da alcune considerazioni generali per poi approfondire l analisi, su dati reali ed attuali, sia da un punto di vista tecnico che economico. Per recuperare i dati grezzi, che sono serviti per l analisi, abbiamo utilizzato un terreno reale, di mia proprietà, dove è stata simulata l installazione delle due tipologie. 5.1 Introduzione Uno dei confronti tipici fra pannelli a concentrazione e pannelli tradizionali riguarda il tipo di tecnologia impiegata e la loro affidabilità. I pannelli convenzionali utilizzano solo la tecnologia del silicio cristallino, o film sottile, eventualmente abbinata a quella degli inseguitori monoassiali o biassiali. I sistemi a concentrazione, invece, utilizzano varie tecnologie contemporaneamente: celle multigiunzione, ottica di concentrazione, sistema di raffreddamento della cella, inseguitore biassiale. Nonostante ciò, si tratta ugualmente di sistemi affidabili e garantiti per 20 anni. Il fotovoltaico tradizionale è una tecnologia matura. Inoltre, sebbene sia meno efficiente e più costoso del fotovoltaico a concentrazione, non richiede la luce diretta del sole, per cui è adatto anche in aree dove ci sono spesso nuvole o condizioni meteo avverse. Per di più, poiché l'inseguimento non è indispensabile, si presta a un impiego sui tetti degli edifici. Tuttavia, il fotovoltaico tradizionale soffre del problema del calo dell'efficienza nei climi caldi, che può tradursi fino a un -20% di energia prodotta rispetto ai valori nominali. Inoltre, la tecnologia del silicio cristallino ha margini di miglioramento dell'efficienza di conversione assai limitati, ed impiega grandi quantità di costosa materia prima, rendendola dipendente da situazioni di penuria come quelle verificatesi in anni recenti. Infine, la possibilità di ridurre il costo dei pannelli fotovoltaici tradizionali è limitata dal costo del silicio, che rappresenta di gran lunga la principale componente di costo nei pannelli mono/policristallini. La concentrazione fotovoltaica è una tecnologia con un elevato livello di sostenibilità, che si manifesta soprattutto sotto due forme. La prima è il basso tempo di rientro dell'energia(il famoso PayBack Energetico), cioè il tempo necessario affinché un sistema produca una quantità di energia parti a quella che è stata necessaria per realizzarlo. Ebbene, le tecnologie tradizionali (silicio mono/policristallino, silicio amorfo e film sottile) hanno un tempo per ammortizzare l'energia spesa di 2-4 anni, mentre nel caso dei pannelli a concentrazione è di appena 6-12 mesi. Il secondo aspetto che rende questa tecnologia ecosostenibile è il ridotto uso di terreno agricolo o comunque di superficie. Infatti, un parco fotovoltaico da 1 MW realizzato con pannelli fissi tradizionali occupa quasi tre ettari: un impianto della stessa potenza realizzato con pannelli a concentrazione occupa circa due ettari. Inoltre, i pannelli a concentrazione sono montati su sistemi inseguitori, permettendo il normale utilizzo del terreno agricolo in cui sono impiantati. 5.2 Caratteristiche terreno Il terreno utilizzato si trova nel territorio del comune di Carlentini (SR), ad una altitudine di 190 m s.l.m. e rispettivamente latitudine: 37 16' e longitudine: 15 01'. Il relativo percorso solare è evidenziato nella figura 5.1: Figura 5.1: Percorso Solare

2 Si può subito notare come l altezza solare, essendo che ci troviamo ad una latitudine bassa per l Italia, anche nei periodi invernali acquisisca valori abbastanza elevati, ad esempio 30 alle ore 12 del 21 Dicembre. Ed è proprio rispetto a questo dato, che è il periodo di minore insolazione, che facciamo riferimento per i nostri calcoli. Il terreno ha un estensione di 5860 m2 e si trova in una zona geologicamente misto argillosa, le cui caratteristiche planimetriche sono riportate in figura 5.2. Da quest ultima si può ben notare come l esposizione sia perfettamente a sud con una porzione di terreno che è inclinato di 15, sempre verso sud, che favorirà il minor ombreggiamento reciproco e quindi una maggiore densità d installazione. L unica porzione non utilizzabile è quella che ha un inclinazione di 45 verso est poiché le ombre permanenti e profonde, successive alle ore 12, causate proprio dal dislivello così ampio porterebbero ai dei problemi di surriscaldamento delle celle. 5.3 Caratteristiche Tecniche Figura 5.2: Terreno In questa sezione vedremo quali siano le caratteristiche tecniche dei pannelli utilizzati, sia essi convenzionali che a concentrazione. La scelta dei pannelli, da prendere in considerazione, è caduta su quelli della casa costruttrice Beghelli che oltre a fornire pannelli delle due tipologie, presi in esame, essi sono interamente costruiti in Italia, visto che sono un sostenitor di tutto quello che è Made in Italy. Un ulteriore motivo è legato ad una migliore e favorevole comunicazione con l azienda e del maggior numero d informazioni che siamo riusciti a reperire, oltre che poter avere anche un contatto diretto con l azienda Convenzionali I moduli utilizzati sono identificati con la seguente sigla PV MODULE BD STD 280WP ed hanno le seguenti caratteristiche generali: Modulo composto da 72 celle in silicio monocristallino; Dimensione singola cella 156 mm x 156 mm; Protezione con vetro ad elevata trasparenza (spessore 3.2 mm); Carico meccanico massimo 5400 N/m²; Tensione massima 1000 V DC; 3 Diodi di Bypass (1 ogni 24 celle); Il modulo è incorniciato in un frame di alluminio; Conformità normativa: CEI-EN (CEI 82-8); CEI-EN (CEI 82-8); Le caratteristiche elettriche sono riportare in figura 5.3:

3 Figura 5.3: Caratteristiche Elettriche Mentre, di seguito, riportiamo la figura 5.4, che ci permette di mettere in evidenza come queste celle abbiano una densità di potenza di 0,15 Kw/m2: con le seguenti curve caratteristiche, figura 5.5: Figura 5.4: Caratteristiche Meccaniche Figura 5.5: Curve Caratteristiche Adesso dettagliamo meglio il collegamento elettrico delle celle, figura 5.6, che ci permette di osservare il posizionamento dei diodi di by-pass che sono fondamentali per la corretta scelta del posizionamento in condizioni d ombreggiamento

4 Figura 5.6: Collegamenti elettrici celle I dati sono riferiti, naturalmente, alle condizioni standard (STC) AM 1,5, temperatura di 25 C e tolleranza di +/- 3% sulla potenza nominale Concentrazione Le celle realizzate con il sistema multigiunzione a tre strati permettono la miniaturizzazione della superficie attiva del sistema fotovoltaico stesso riducendo notevolmente i costi. La parte di semiconduttore dove avviene la trasformazione raggi_solari- >energia_elettrica si riduce infinitamente, lasciando spazio al sistema ottico di concentrazione dei raggi. Supponendo di concentrare i raggi del sole 500 volte (concentrazione effettiva Beghelli volte), per ottenere la stessa quantità di energia di un wafer di celle a concentrazione da 100 mm di diametro occorre ricoprire un intero campo da calcio di celle fotovoltaiche tradizionali al silicio cristallino. Il sistema ottico Beghelli produce un elevatissimo fattore di concentrazione geometrico ed è stato progettato con precisione tale da ridurre al minimo le perdite e garantire uno straordinario fattore di concentrazione reale. Ogni singolo gruppo ottico è composto da uno specchio concentratore con superfici trattate, per ottenere un'altissima riflettanza, e da un microprisma in cristallo per normalizzare tutte le direttrici dei singoli raggi solari e portarle ad un'ottimale angolo di incidenza sulla cella multigiunzione, vedi figura 5.7:

5 Figura 5.7: Concentratore Il Modulo è dotato di un sistema evoluto di inseguimento solare che agisce contemporaneamente su due assi: rotazione azimutale ed elevazione zenitale. La precisione del puntamento è assicurata sia da un orologio astronomico integrato nel sistema sia da una telecamera solare per il puntamento fine. I due strumenti garantiscono un'elevatissima accuratezza di puntamento (0,1 ) e una grande affidabilità nel tempo. Le movimentazioni vengono realizzate con l'utilizzo di motori senza spazzole, dimensionati in modo da assicurare il funzionamento per l'intera vita utile del dispositivo. Le celle multigiunzione sono ovviamente molto più costose delle celle in silicio ma sono in grado di gestire concentrazioni molto più elevate di luce solare. Il sistema ottico Beghelli, elaborato con strumenti software di ultima generazione, raggiunge un elevatissimo fattore di concentrazione geometrica garantendo al contempo minime perdite di efficienza. Ogni singola ottica è composta da un concentratore trattato superficialmente in modo da assicurare un'alta riflessione della luce. Un alto fattore di concentrazione ottica unito con un'elevata efficienza delle celle multigiunzione garantiscono al modulo un'efficienza di conversione energetica di oltre il 23%. I sistemi fotovoltaici ad alta concentrazione (HCPV) rappresentano una soluzione eccellente per generare energia rinnovabile, in un ambito di sostenibilità e di massimo rispetto per l'ambiente. Un fattore primario che consente quest'obbiettivo, riguarda il punto di pareggio energetico, meglio noto come Energy Payback. Dopo appena sei mesi, il sistema Albero D'oro Beghelli, ha già prodotto tutta l'energia che è stata spesa per la sua realizzazione, invece dei due anni necessari ad un impianto tradizionale con celle al silicio. Un altro aspetto ecologico del sistema HCPV, riguarda la quasi totale riciclabilità dei materiali impiegati per la sua costruzione. In un calcolo di massima si può stimare che un sistema HCPV è composto dal 47% di acciaio, 30% di alluminio, 20% di vetro e da solo un 3% di elementi non riciclabili. Il sistema è progettato per una vita operativa di almeno 20 anni con manutenzione ridotta al minimo. La struttura è in acciaio zincato a caldo ed è stata calcolata per sopportare la forza del vento fino a 30 m/sec, ideale quindi per essere installato in tutta l'area europea. Ciascuno dei 48 moduli fotovoltaici che compongono l Albero D'oro è equipaggiato con il proprio inverter. I moduli sono tutti indipendenti e quindi riducono al massimo l'effetto miss-matching, inevitabile se si utilizza un unico inverter. La produzione di energia è la massima in tutte le condizioni operative. Adesso vediamo più in dettaglio le caratteristiche elettriche dell albero dei singoli moduli e degli inverter incorporati. Partiamo con la struttura ad Albero, che ha le seguenti caratteristiche: Sistema di puntamento solare a doppio asse per installazione a terra che incorpora 48 moduli; Motori elettrici senza spazzole a controllo elettronico; Dimensioni: 7670 x 5560 mm;

6 Potenza: W/mq DNI AM1.5; Peso: Kg. Invece il singolo modulo, costituente l albero, sarà caratterizzato da, vedi figura 5.8: Figura 5.8: Caratteristiche Modulo Infine vediamo le caratteristiche elettriche degli inverter corredati con l impianto e legati al singolo modulo, vedi figura 5.9: Figura 5.9: Caratteristiche Inverter L'inverter del modulo ha un'uscita in corrente alternata a 230 V con efficienza del 95%. Tutti gli inverter sono poi collegati in una scatola di giunzione con uscita trifase a 400 V. L'Albero D'oro può essere installato in tutte le regioni italiane mantenendo il vantaggio che ne permette economicamente l'installazione. La percentuale di luce diffusa, sul totale dell'irraggiamento, sul territorio italiano varia da un 20% ad un 35%. Ovviamente nel centro

7 sud Italia la componente è più ridotta, e quindi il miglior sfruttamento dell'irraggiamento solare consente produzioni energetiche ancora maggiori. 5.4 Comparazione Tecnico-Economica Questo paragrafo, oltre a riportare una descrizione del layout degli impianti, ci permetterà, stante le caratteristiche dei pannelli descritti nei paragrafi precedenti, di confrontare: 1. Costi, legati sia ai singoli pannelli che all intero impianto, facendo sempre riferimento ai KWh prodotti; 2. Ricavi, valutazione di tutte le possibilità di reddito derivanti dalla produzione di energia; 3. Benefici, ricavi al netto dei costi e relativa valutazione del PayBack Economico ; Layout Impianti La determinazione dei layout degli impianti è una fase delicata della progettazione di un impianto poiché delle ombre nascoste, e soprattutto persistenti, potrebbero oltre che ridurre i rendimenti, che porterebbe ad una minore produzione di energia, far subire ai pannelli dei surriscaldamenti, o meglio conosciuti come Hot Spot, che possono portare oltre che dei mal funzionamenti anche la possibilità di una distruzione degli stessi. Il calcolo non è per tutte le tipologie identico, visto che bisogna tenere in considerazioni che ognuna ha delle caratteristiche strutturali e costruttive differenti. Ricordiamo come nell analisi è stato previsto di mantenere, lungo un confine laterale del terreno, almeno 3m di spazio per favorire il passaggio di mezzi che potrebbero essere impiegati per vari scopi. Naturalmente tutti i calcoli sono stati condotti mettendoci nelle condizioni peggiori d insolazione, infatti abbiamo preso come periodo di riferimento il 21 Dicembre che è il giorno in cui, teoricamente, il sole ha sempre la minor altezza, rispetto a tutti gli altri periodi. Adesso analizziamo nel dettaglio le due tipologie di layout Convenzionale In questo caso bisogna tenere in considerazione che sono dei pannelli fissi e che non sono dotati di nessun meccanismo di inseguimento solare. Abbiamo deciso di far si che questi siano sgombri, quasi totalmente, di ombre dalle 10 alle 14. Quindi abbiamo barattato una perdita di produzione del 20% con un numero maggiore di pannelli installati, e quindi una maggiore produzione totale di energia. Purtroppo, per questa tipologie di pannelli, le ombre laterali hanno un incidenza particolare visto che, almeno per un ora dopo il sorgere del sole e un ora prima del tramonto, queste daranno luogo a delle ombre profonde che inevitabilmente creeranno delle ombre reciproche molto difficili da eliminare. Nel nostro caso per far si che alle ore 10, e quindi anche alle 14, le file fossero prime di ombreggiamenti reciproci avremmo dovuto porli ad una distanza di circa 30 m. Quindi abbiamo deciso di incrementare il numero di file, riducendo leggermente i rendimenti, e posizionando i pannelli, nelle stringhe, con il lato lungo verso il basso in modo che le perdite siano minimizzate grazie al funzionamento di pochi diodi di by-pass, di solito solamente uno. I calcoli, che qui non vengono riportati per semplicità espositiva, naturalmente sono stati condotti in maniera separata per le varie morfologie di terreno, oggetto dell analisi. Di seguito, in figura 5.10 e in figura 5.11, riporteremo i dettagli planimetrici delle distanze: Figura 5.10: Parte Pianeggiante

8 Figura 5.11: Parte Inclinata Naturalmente, come si può notare facilmente dalle figure, le distanze tra i pannelli si riduce man mano che aumenta l inclinazione del terreno. Stante questi calcoli planimetrici nel terreno verranno installati 1672 pannelli che comporranno 78 stringhe per una potenza installata pari a 468,16 Kwp; Concentrazione Nel caso dei pannelli a concentrazione ci ritroviamo in una situazione leggermente differente rispetto alla precendente. Infatti, ricordiamo come essi siano dotati di meccanismi di inseguimento solare di tipo biassiale, per massimizzare la focalizzazione dei raggi. Questi si trovranno costantemente perpendicolari ai raggi solari in modo da favorire la concentrazione del sole sulla cella e quindi in questo caso non risentiremo degli effetti degli ombreggiamenti laterali ma solamente di quelli reciproci. Poichè questa tipologia è nata per lavorare in maniera tale che sia sempre sgombra da ombre abbiamo deciso di posizionarli in maniera tale che dalle 09 alle 15 non ci siano ombreggiamenti. Anche perché negli orari, non compresi nella fascia oraria indicata, il sole si trova ad avere delle altezze che darebbe vita ad ombre molto profonde che ridurrebbero, sensibilmente, la densità d istallazione e quindi la producibilità di energia. Invece, la presenza di inseguitori ci impone di stare attenti alle distanze dei pannelli che devono essere tali da permettere il movimento degli stessi. Per questo motivo si è pensato di mantenere un margine di 3,9 m, dal confine laterale di riferimento, e almeno tale distanza anche dal confine opposto in modo da creare un percorso fruibile dai mezzi, per vari scopi. I calcoli, che neanche in questo caso vengono riportati per semplicità espositiva, naturalmente sono stati condotti in maniera separata per le varie morfologie del terreno. Di seguito, in figura 5.12, possiamo vedere quali siano le interdistanze tra le varie torri fotovoltaiche installate: Figura 5.12: Parte Pianeggiante Invece, come già attenzionato in precedenza, nella parte di terreno inclinata potevamo avere una riduzione notevole delle distanze di ombreggiamento, come da figura 5.13:

9 Figura 5.13: Parte Inclinata Iniziale Ma tenendo sempre conto che i pannelli durante la notte si posizioneranno in maniera complanare al terreno e che occuperanno uno spazio aereo pari alla loro superficie ricettiva siamo stati costretti a modificare le distanze, come in figura 5.14: Figura 5.14: Parte Inclinata Finale Naturalmente, come si può notare dalle figure, le distanza tra i pannelli si riduce man mano che aumenta l inclinazione del terreno. Stante questi calcoli planimetrici nel terreno verranno installate 47 torri, per una potenza complessiva pari a 384 Kwp; Analisi Economica Una volta terminata l analisi tecnica affronteremo, in questo paragrafo, quella economica, che sotto certi punti di vista, e soprattutto per il cliente finale, è molto importante, visto che permettere di trovare il giusto trade-off che porti a ridurre i costi e massimizzare i benefici. L analisi è stata eseguita supponendo una vita utile dell impianto di 20 anni, anche se sappiamo che di solito è maggiore ed intorno ai 30 anni. Questa è una forzatura voluta inquanto l incentivo in Conto Energia ha una durata ventennale entro il quale di solito, salvo casi eccezionali in cui la progettazione non sia stata condotta ne in maniera puramente tecnica e ne da professionisti, si fa ricadere il periodo di rientro dell investimento degli impianti, che è in media, per gli impianti installati in ampi terreni, di circa 10 anni. Partiremo con un analisi disgiunta delle due tipologie d impianto, ciascuna dettagliata per: 1) Energia prodotta; 2) Costi, suddivisi per: a) Acquisto pannelli; b) Impianto, inverter cavi ecc.; c) Allacciamento alla rete, compresa di cabina; d) Finanziamento; 3) Ricavi, suddivisi per: a) Conto Energia; b) Vendita Energia, che verrà valutata comparando:

10 i) Ritiro Dedicato; ii) Borsa Elettrica; 4) Benefici, suddivi in: a) Guadagno netto al termine dei 20 anni; b) Tempi di rientro dell investimento, in termini di anni, mettendo a confronto il caso di richiesta o meno di finanziamento dell intero importo. per poi finire con la comparazione vera a propria sui dati sperimentali raccolti. Adesso andremo, invece, a dettagliare quali sono i parametri tecnico/finanziari che abbiamo tenuto conto nella nostra analisi: 1) Energia prodotta: a) Balance of System (BOS) pari a 0,8; b) Fattore d ombreggiamento (K) pari a 0,7, per il convenzionale, mentre sarà di 0,9 per quello a concentrazione; 2) Costi, tutti comprensivi di IVA al 11%: 3) Impianto, dettagliato ed espresso in percetuale sul costo dei pannelli : a) Infrastrutture necessarie e/o opere edili, 12%; b) Inverter, quadri elettrici, cavi ed accessori, 30%, salvo per gli impianti a concentrazione dove sarà del 3%, visto che sono già in dotazione con il palo fotovoltaico anche inverter cavi ecc c) Posa in opera impianto completo, 17%; d) Progettazione impianto (edile, meccanico, elettrico) e collaudo finale, 15%; e) Trasporto apparati, 0% visto che nel nostro caso questo veniva già finanaziato dalla Beghelli; f) Manutenzione, 1% nel caso del Convenzionale e 2% per il Concentrazione; 4) Allacciamento alla rete, abbiamo considerato la distanza dalla cabina M/B a 0,5 km mentre per quella A/M a 2 km, oltre che i costi di costruzione della cabina stimati intorno a euro ; 5) Finanziamento, tasso fisso al 6% per 15 anni; 6) Ricavi: a) Conto Energia, tariffa incentivamente differenziata per tipologia d impianto, in vigore al febbraio 2012, che saranno 0,17 euro/kwh per il Convenzionale e 0,30 euro/kwh per quello a Concentrazione ; b) Vendita Energia, che verrà valutata comparando: i) Ritiro Dedicato, fino a 500 MWh si ha un ricavo di 103,4 euro/mwh mentre per i rimanenti si ha un ricavo di 87,2 euro/mwh; ii) Borsa Elettrica, venduta al momento a 76,2 euro/mwh; 7) Benefici: a) Riduzione della produzione di energia dei pannelli, su base annuale, dello 0,61% per anno ; b) Riduzione dell energia prodotta, solo per quelli a concentrazione, del 2% causa utilizzo per la movimentazione. c) Ammortamento bene al 9%, di solito 4,5% il I anno e 7,5% all ultimo, per una durata di 11 anni; d) Totale portato in ammortamento, di solito il 40% dell'imponibile. Adesso passiamo ad analizzare in dettaglio, per le diverse tipologie d impianto, quali siano i reali dati ottenuti Convenzionale L impianto avrà la sua massima produzione il primo anno con circa KWh prodotti, come dettagliato in tabella 5.1. Tabella 5.1: Produzione primo anno Negli anni successivi, a causa dell utilizzo, abbiamo tenuto conto di un fattore di riduzione di produzione dello 0.61% che farà in modo che la produzione media annua possa essere di circa KWh. Questo ci porta ad avere una produzione di KWh/KWp ed un occupazione di spazio di quasi 7 m2/kwp. Invece dal punto di vista del finanziamento, i cui tassi e durata sono stati precedentementi descritti, avremmo una rata mensile di euro, come evidenziato in tabella 5.2:

11 Tabella 5.2: Finanziamento Costi Come già visto in precedenza i costi dell impianto son suddivisi in varie categorie e avranno un impatto differente sul costo totale d intallazione. Il maggior impatto è riservato al costo dei pannelli, infatti solo essi ricoprono circa il 50% del totale, anche se i prezzi sono in netto declino, come si può vedere nella figura 5.15 : Figura 5.15: Andamento Prezzi Moduli Sappiamo già come negli ultimi 30 anni i moduli abbiano avuto un abbattimento di costi di circa il 90%, di questo, come evidenziato in figura 5.15, un buon 50% è stato realizzato negli ultimi 4 anni. Questo ha determinato una nuova spinta verso questa tecnologia che oramai resiste da molti anni, a discapito di tutte le nuove tecnologie che si propongono come alternativa ai cari e vecchi moduli tradizionali. Per quanto riguarda i costi dei pannelli, il cui dettaglio possiamo vederlo in tabella 5.3, possiamo dire che il prezzo del singolo watt è quindi di 1,50 /watt, che è abbastanza in linea con i prezzi del mercato. Qui possiamo anche notare l occupazione d area dell intera superficie dei pannelli utilizzati. Tabella 5.3: Dettaglio Costi Pannelli Oltre i costi dei pannellli bisogna valutare anche i restanti costi dell impianto, che possiamo verificare nella tabella 5.4: Tabella 5.4: Dettaglio Costi Impianto

12 Tutti i prezzi si intendono compresi di Iva al 11%. Vediamo come il costo totale, legato all installazione dei pannelli, sarà di euro, molto minore di quello relativo ai pannelli, che nei prossimi anni, vista la tendenza, raggiungerà anche i relativi costi d installazione. Nella tabella 5.5 si può anche notare come abbiamo tenuto conto non solo dei costi per l allaccio alla rete elettrica, che nel nostro caso non sono particolamente gravosi visto che incidono per 1,1% del costo totale, ma anche quelli della costruzione della cabina in BT, che fanno si che l incidenza di questi costi si attesti al 3,9%. Tabella 5.5: Costo Totali Il costo dei pannelli è di gran lunga più elevato rispetto a quello di tutto il resto dei costi d installazione, infatti sono il 33% in più. Invece il costo, per unità di potenza installata, è salito, come era prevedibile, ed è passato da 1,5 a 2,9 euro/watt, legato agli ulteriori costi per la realizzazione dell impianto, quindi per la realizzazione dell impianto avremmo un costo di 2914 euro/kwp. Infine vediamo che il costo, per unità di superficie, vale 421 euro/m2 con una densità di potenza pari a 0,14 KWp/m2 invece di energia pari a 234 KWh/m Ricavi I ricavi legati alla produzione di energia, in questo caso preso a studio, non possono venire da un risparmio nel consumo energetico, come nel caso di installazioni per uso domestico, ma solamente dagli incentivi statali, contenuti nel famoso Conto Energia, e nella vendita totale dell energia prodotta, attraverso Borsa Elettrica oppure Ritiro Dedicato. La prima analisi che eseguiremo fà riferimento solamente al primo anno, ricordiamo che ci sarà una riduzione dello 0,61% nella produzione per anno, mentre nel successivo paragrafo vedremo quali siano, in dettaglio, i benefici ottenuti. Iniziamo con il valutare quali sia il ricavo proveniente dagli incentivi statali. L impianto, in funzione della sua potenza, per il primo semestre del 2012 rientra nella fascia d incentivazione pari a 0,17 euro/kwh. Quindi dalla tabella 5.6 possiamo vedere in dettaglio la quantificazione del ricavo proveniente dagli incentivi statali. Tabella 5.6: Guadagno del Conto Energia Adesso passiamo a valorizzare e dettagliare il ricavo totale e parziale, per ciascuna tipologia, ottenuto con la vendita dell energia, come si può vedere dalla tabella 5.7: Tabella 5.7: Ricavo Totale comprensiva Vendita Energia Dalla figura si vede chiaramente come il più conveniente è il Ritiro Dedicato, infatti si ottiene un ricavo maggiore, di quasi il 30% in più rispetto alla vendita sul Mercato Elettrico. Quindi con il Ritiro Dedicato otterremo un ricavo totale, massimo, pari a ,41 euro. Questo può essere anche visto molto più semplicemente attraverso la figura 5.16:

13 Figura 5.16: Incidenza Ricavi dove possiamo anche notare come sia sempre il Conto Energia a far da padrona, nei ricavi derivanti dall installazione di un impianto fotovoltaico, visto che ricopre quasi il 60% dei ricavi contro poco più del 30% che si ottiene dalla vendita dell energia, il restante è coperto dagli ammortamenti finanziari Ammortamento Una volta definiti costi e ricavi dell impianto possiamo passare alla valutazione del: 1. Beneficio, in termini economici; 2. Rientro dei costi sostenuti per l installazione, in termini di anni; Ricordiamo che abbiamo previsto di valutare i benefici sia in assenza che in presenza di finanziamento. Ma questo deve tenere in considerazione che, per ogni anno, abbiamo un costo di manutenzione che incide per circa l 1%, del costo dell impianto, sui ricavi. Partiamo con il verificare cosa succede nel caso in cui l intero importo non fosse finanziato. Sicuramente dobbiamo dire che questa scelta comporta che l intero importo sia a carico dell utente e che ci siano un certo numero di anni in cui si abbiano delle perdite, visto che i ricavi non riescono a coprire subito l intero costo. Nel nostro caso la perdita maggiore, naturalmente nel primo anno, sarà quella riportata, facendo riferimento alla differente possibilità di vendita dell energia, in tabella 5.8: Tabella 5.8: Beneficio/Debito Totale senza finanziamento L evoluzione del debito, che poi si trasformerà in guadagno, e del ritorno economico, in anni, li possiamo vedere meglio dalla figura 5.17:

14 Figura 5.17: Benefici Totali senza finanziamento Vediamo anche da qui come, in ambedue i casi, si debba sostenere inizialmente un debito molto oneroso che di solito ci fa ricorrere all utilizzo di finanziamenti, con tassi e rate indicate in precedenza. Valutando, quindi, la possibilità di un finanziamento noteremo che anche se si ha un incremento del costo totale, visto che c è da considerare tutta la parte relativa agli interessi attivi, già dal primo anno ci saranno dei leggeri guadagni, che sono sempre leggermente più significativi nel caso si utilizzi il Ritiro Dedicato, dettagli in tabella 5.9: Tabella 5.9: Benefici Totali con finanziamento Anche qui possiamo valutare meglio, tramite la figura 5.18, l evoluzione sia del guadagno che del rientro economico dei costi, tenendo conto che l esborso iniziale tiene conto di tutto il costo dell impianto finanziato: Figura 5.18: Benefici Totali con finanziamento Anche qui è evidente come il Ritiro Dedicato sia sempre il metodo di vendita dell energia che favorisce un più rapido rientro economico e fa si che si possano incassare maggiori guadagni.

15 Nelle tabelle 5.10 e 5.11, differenti per tipologia di vendita di energia, riporteremo uno schema di sintesi di costi, ricavi, guadagni e rientro economico nel caso dell impianto fotovoltaico che abbiamo preso in considerazione in modo da poter avere uno schema molto più semplice ed esplicativo: Tabella 5.10: Sintesi Borsa Elettrica Tabella 5.10: Sintesi Ritiro Dedicato La figura si commenta da se. Infatti notiamo che utilizzando il Ritiro Dedicato, come fonte di guadagno per la vendita di energia, otteniamo sicuramente oltre che un guadagno di circa il 20% superiore anche un ritorno economico di poco più di un anno in anticipo rispetto alla vendita sul Mercato Elettrico.

16 Invece, non ci sono paragoni nel caso in cui non si faccia ricorso al finanziamento rispetto a quando vengono utilizzati strumenti finanziari. Infatti, oltre ad aver dei guadagni notevolmente superiori, di circa il 30 % in più, si ha un ritorno economico di poco più di 3 anni in anticipo, il tutto nel caso non si faccia ricorso al finanziamento, come è ben evidente nel grafico 5.19, in cui si riporta l accostamento solo nel caso del Ritiro Dedicato: Concentrazione Figura 5.19: Confronto Finale con e senza finanziamento L impianto avrà la sua massima produzione il primo anno con circa KWh prodotti, come dettagliato in tabella Di questa energia una parte, quella legata al movimento degli inseguitori, verrà utilizzata direttamente e quindi non utilizzabile ai fini della vendita finale. Tabella 5.11: Produzione primo anno Negli anni successivi, a causa del continuo logoramento dell impianto, abbiamo tenuto conto di un fattore di riduzione di produzione dello 0.61% che farà in modo che la produzione media annua sia di circa KWh. Questo ci porta ad avere una produzione di 2.247,5 KWh/KWp ed un occupazione di spazio di quasi 5,3 m2/kwp. Invece dal punto di vista del finanziamento, i cui tassi e durata sono stati precedentementi descritti, avremmo una rata mensile di euro, come evidenziato in tabella 5.13: Costi Tabella 5.13: Finanziamento Come già visto in precedenza i costi dell impianto sono suddivisi in varie categorie e avranno un impatto differente sul costo totale d intallazione. Il maggior impatto è riservato al costo dei pannelli, infatti solo essi ricoprono poco più del 60% del totale, anche se i prezzi sono in netto declino, come abbiamo potuto vedere nel capitolo dedicato all argomento. Per quanto riguarda i costi dei pali fotovoltaici(o alberi), il cui dettaglio è visibile in tabella 5.14, possiamo dire che il loro prezzo, per singolo watt, è di 3,50 /watt, che è abbastanza in linea con i prezzi del mercato, anche perché negli ultimi due anni hanno avuto una riduzione di quasi il 30%. Qui possiamo anche notare l occupazione d area dell intera superficie dei pali fotovoltaici utilizzati.

17 Tabella 5.14: Dettaglio Costo Pannelli Oltre i costi dei pannellli bisogna valutare anche i restanti costi dell impianto, che possiamo verificare nella tabella 5.15: Tabella 5.15: Dettaglio Costi Impianto Tutti i prezzi si intendono compresi di Iva al 11%. Vediamo come il costo totale, legato all installazione dei pannelli, sarà di euro, molto minore di quello relativo ai pannelli. Nella tabella 5.16, si può anche notare come abbiamo tenuto conto non solo dei costi per l allaccio alla rete elettrica, che nel nostro caso non sono particolamente gravosi visto che incidono per lo 0.6% del costo totale, ma anche quelli della costruzione della cabina in BT, che fanno si che l incidenza di questi costi si attesti al 2,5%. Tabella 5.16: Costo Totale Il costo dei pannelli è di gran lunga più elavato rispetto a quello di tutto il resto dei costi d installazione, infatti siamo a circa il 100% in più. Invece il costo, per unità di potenza installata, è salito, com era prevedibile, infatti è passato da 3,5 a 5,7 euro/watt, legato agli ulteriori costi per la realizzazione dell impianto, quindi per la realizzazione dell impianto avremmo un costo di 5750 euro/kwp. Infine vediamo che il costo, per unità di superficie, vale 1079 euro/m2 con una densità di potenza pari a 0,19 KWp/m2 invece di energia pari a 422 KWh/m Ricavi I ricavi legati alla produzione di energia, in questo caso preso a studio, non possono venire da un risparmio nel consumo energetico, come nel caso di installazioni per uso domestico, ma solamente dagli incentivi statali, contenuti nel famoso Conto Energia, e nella vendita totale dell energia prodotta, attraverso Borsa Elettrica oppure Ritiro Dedicato. Ricordiamo che abbiamo anche tenuto conto del consumato di energia dell inseguitore biassiale, circa il 2% di quella prodotta, che verrà direttamente utilizzata e quindi conteggiata solamente nei ricavi provenienti dal Conto Energia mentre verrà sottratta da quelli ottenuti dalla vendita dell energia. La prima analisi che eseguiremo fà riferimento solamente al primo anno, ricordiamo che ci sarà una riduzione dello 0,61% nella produzione per anno, mentre nel successivo paragrafo vedremo quali siano, in dettaglio, i benefici ottenuti. Iniziamo col valutare quale sia il ricavo proveniente dagli incentivi statali. L impianto, in funzione della sua potenza, per il primo semestre del 2012 rientra nella fascia d incentivazione pari a 0,30 euro/kwh. Quindi dalla tabella 5.17 possiamo vedere in dettaglio la quantificazione del ricavo proveniente dagli incentivi statali.

18 Tabella 5.17: Guadagno del Conto Energia Ma questo deve tenere in considerazione che, per ogni anno, abbiamo un costo di manutenzione che incide per circa il 2%, del costo dell impianto, sui ricavi. Adesso passiamo a valorizzare e dettagliare il ricavo totale e parziale, per ciascuna tipologia, ottenuto con la vendita dell energia, come si può vedere dalla tabella 5.18: Tabella 5.18: Ricavo Totale comprensiva Vendita Energia Dalla figura si vede chiaramente come il più conveniente sia anche in questo caso il Ritiro Dedicato, infatti si ottiene un ricavo maggiore di quasi il 30% in più rispetto alla vendita sul Mercato Elettrico. Quindi con il Ritiro Dedicato otterremo un ricavo totale massimo pari a euro. Questo può essere anche visto molto più semplicemente attraverso la figura 5.20: Figura 5.20: Incidenza Ricavi dove possiamo anche notare come sia sempre il Conto Energia a far da padrona nei ricavi derivanti dall installazione di un impianto fotovoltaico, visto che ricopre quasi il 60% dei ricavi contro poco più del 30% della vendita dell energia, il restante è coperto dagli ammortamenti finanziari Ammortamento Una volta definiti costi e ricavi dell impianto possiamo passare alla valutazione del: 1. Benefici, in termini economici; 2. Rientro dei costi sostenuti per l installazione, in termini di anni; Ricordiamo che abbiamo previsto di valutare i benefici sia in assenza che in presenza di finanziamento. Partiamo con il verificare cosa succede nel caso in cui l intero importo non fosse finanziato. Sicuramente dobbiamo far notare come questa scelta comporta che l intero aggravio dei costi sia a carico dell utente e che ci siano degli anni in cui si abbiano delle perdite, visto che i ricavi non riescono a coprire subito l intero costo. Nel nostro caso la perdita maggiore, naturalmente nel primo anno, sarà quella riportata, facendo riferimento alla differente possibilità di vendita dell energia, in tabella 5.19:

19 Tabella 5.19: Beneficio/Debito Totale senza finanziamento L evoluzione del debito, che poi si trasformerà in guadagno, e del ritorno economico, in anni, li possiamo vedere meglio dalla figura 5.21: Figura 5.21: Benefici Totali senza finanziamento Vediamo anche da qui come, in ambedue i casi, si debba sostenere inizialmente un debito molto oneroso che di solito ci fa ricorrere all utilizzo di finanziamenti, con i tassi e rate indicate in precedenza. Valutando, quindi, la possibilità di un finanziamento dell importo totale noteremo che anche se si ha un incremento del costo totale, visto che c è da considerare tutta la parte relativa agli interessi attivi, già dal primo anno ci saranno dei leggeri guadagni, che sono sempre leggermente più significativi nel caso si utilizzi il Ritiro Dedicato, dettagli in tabella 5.20: Tabella 5.20: Benefici Totali con finanziamento Anche qui possiamo valutare meglio, tramite la figura 5.22, l evoluzione sia del guadagno che del rientro economico dei costi:

20 Figura 5.22: Benefici Totali con finanziamento Anche qui è evidente come il Ritiro Dedicato sia sempre la forma di vendita dell energia che favorisce un più rapido rientro economico e fa si che si possano incassare maggiori guadagni. Nelle tabelle 5.21 e 5.22, differenti per tipologia di vendita di energia, riporteremo uno schema di sintesi di costi, ricavi, guadagni e rientro economico nel caso dell impianto fotovoltaico che abbiamo preso in considerazione in modo da poter avere uno schema molto più semplice ed esplicativo: Tabella 5.21: Sintesi Borsa Elettrica

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