ENERGIA FOTOVOLTAICA Teoria, incentivi ed esperienze locali

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1 ENERGIA FOTOVOLTAICA Teoria, incentivi ed esperienze locali Mirandola, 18 Luglio 2008 Gianluca Avella AESS Modena La conversione Fotovoltaica 1

2 L effetto Fotovoltaico La tecnologia fotovoltaica consente di trasformaredirettamentelalucesolare in energia elettrica. Essa sfrutta il cosiddetto effetto fotovoltaico, basato sulla proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio, elemento molto diffuso in natura) di generare elettricità se colpiti dalla radiazione solare, senza l'uso di alcun combustibile. La scoperta dell effetto fotovoltaico risale al 1839 dal fisico francese E. Becquerel. Laprima Batteria Solare fu realizzata nel 1954 e nel 1958 un satellite artificiale ne sfruttò una nello spazio. La Cella Fotovoltaica Il dispositivo elementare capace di convertire la radiazione solare in corrente 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 il cosiddetto drogaggio. Il drogaggio Inserendo nella struttura cristallina del silicio delle impurità, cioèatomi di boro e fosforo, 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. 2

3 La Cella Fotovoltaica L effetto fotovoltaico Cella monocristallina - sc-si Potenza: Wp/m 2 Rendimento: 15-22% Cella policristallina - mc-si Potenza: Wp/m2 Rendimento: 10-15% Cella a film sottile Potenza: Wp/m2 Rendimento: 5-8% Dalla Cella al Modulo Fotovoltaico Una cella fotovoltaica èin grado di erogare tipicamente 1-1,5W di potenza quando è investita da una radiazione di 1000 W/m 2 (condizioni standard di irraggiamento). Più celle assemblate e collegate in serie tra loro in un'unica struttura formano il modulo fotovoltaico. Un modulo tipo, formato da 36 celle, ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed eroga, in condizioni ottimali, da 50W fino ad oltre 200W. 3

4 Dal Modulo all impianto Fotovoltaico Più moduli possono poi essere collegati in serie in una stringa. La potenza elettrica richiesta, determina poi il numero di stringhe da collegare in parallelo per realizzare finalmente un generatore o impianto fotovoltaico. L energia che può essere prodotta da un impianto, dipende dalle caratteristiche del materiale di cui è costituita la cella. L efficienza di conversione per celle commerciali al silicio è in genere compresa tra il 10 % e il 20 %, rispetto alla radiazione solare incidente. Gli altri dispositivi dell impianto Fotovoltaico Il trasferimento dell energia dal sistema Fotovoltaico all utenza, avviene attraverso ulteriori dispositivi, necessari per trasformare e adattare la corrente prodotta dai moduli alle esigenze dell utenza finale. Se le utenze devono essere alimentate in corrente alternata, sarà necessario installare un inverter, dispositivo che converte la corrente continua in uscita dall impianto in corrente alternata. 4

5 Irraggiamento Solare in Italia IRRAGGIAMENTO: il fattore geografico 5

6 Il contesto e gli scenari Attualmente a livello mondiale la tecnologia fotovoltaica produce abbondantemente meno dell 1% dell energia elettrica consumata nel mondo. E però la tecnologia che sta registrando la crescita più rapida tra tutte le fonti rinnovabili: oltre il 35% l anno negli ultimi anni. Il più grande stabilimento di fabbricazione di moduli del mondo è in costruzione a San José (California) realizzato grazie ai capitali dei fondatori di Google. Il contesto e gli scenari Secondo studi attendibili si stima che entro il 2020 il 2,5% dei consumi mondiali di energia elettrica potranno essere soddisfatti con produzione fotovoltaica, quota destinata a salire al 16% nel 2040 Entro il 2025 oltre un miliardo di persone nel mondo avranno l'energia elettrica grazie al fotovoltaico 6

7 Il tempo di ritorno energetico Un indicatore chiave della performance ambientale di questa tecnologia è il rapporto tra l energia generata dall impianto fotovoltaico e quella richiesta per costruirlo e mantenerlo. Secondo un recente studio dell olandese ECN (Energy research Centre of the Netherlands) il tempo di ritorno energetico di un impianto fv si attesta tra gli 1,5 e i 2 anni per l Europa meridionale e tra i 2,7 e i 3,5 anni per l Europa continentale. Sempre secondo ECN, nel corso della suo ciclo di vita un impianto produce tra le 10 e le 30 volte l energia che ha assorbito per la propria produzione. 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 DM19/02/2007. Il Decreto fissa l obiettivo nazionale di potenza elettrica fotovoltaica da installare in 3000 MW entro il 2016 e stabilisce in 1200 MW il limite di potenza installata che può ottenere le tariffe del conto energia. Oggi, in data 18 luglio 2008, secondo le stime ufficiali del GSE, sono in esercizio in regime di Conto Energia impianti per una potenza complessiva di 145,5 MW (il 12/06/2008 gli impianti erano 11500, per una potenza di 123,6 MW). 7

8 Come funziona il conto energia Chi vuole costruire un impianto fotovoltaico lo fa assumendosene il costo per intero. GSE Distributore locale Per tutta l energia elettrica prodotta dall impianto gli viene però erogata per 20 anni una tariffa molto interessante. In aggiunta alla tariffa incentivante il proprietario paga in bolletta elettrica solo la differenza tra l energia che ha consumato e quella che ha prodotto col proprio impianto (regime di scambio sul posto ). 8

9 Chi può beneficiare del conto energia Persone fisiche Persone giuridiche Soggetti pubblici Condomini di unità abitative e/o di edifici Quali tipologie di impianto possono beneficiare del conto energia? Attualmente possono beneficiare del Conto Energia solo gli impianti connessi alla rete elettrica di potenza superiore a 1kWp. Dal punto di vista tariffario sono tre sono le tipologie di impianto previste dal conto energia: Impianti non integrati (moduli posati a terra o non complanari alle superfici a cui sono fissati) Impianti parzialmente integrati (moduli appoggiati su tetti piani o complanari alle superfici degli edifici a cui sono fissati) Impiantiintegrati (moduli che sostituiscono i materiali di rivestimento delle superfici a cui sono fissati) 9

10 Impianto non integrato Scuola Elementare Don Bosco Sassuolo Impianto parzialmente integrato IPSIA Corni - Modena 10

11 Impianto parzialmente integrato Palestra di Corlo - Formigine Impianto parzialmente integrato Centro visite Due Ponti - Fanano 11

12 Impianto parzialmente integrato Inseguitore solare palazzo comunale Zola P. (Bo) Impianto integrato Pensilina Fotovoltaica Fiera - Modena 12

13 Le tariffe Le tariffe Su queste tariffe non è previsto alcun adeguamento nel corso dei 20 anni L incentivo sarà ridotto del 2% per gli impianti che entreranno in esercizio a partire dal 1 gennaio 2009 e di un ulteriore 2% dal 1 gennaio A partire dal 2009 verranno emanati ogni 2 anni dei nuovi decreti per aggiornare le tariffe riservate agli impianti che entreranno in esercizio oltre l anno

14 7.150, ,50 0,440 0, ,00 0,4 144,00 40,00 Tasso inflazione annuo energia Anno Tempo di ritorno semplice (anni) ROI (Return On Investment (% annua) 4,0% 12,37 3,10 Fattore di rendimento pannelli Guadagno conto energia Guadagno autoconsumo Guadagno totale annuo Costo servizio misura/annuo Costo affitto contatore e manutenz. Totale Costo guadagno assicurazione progressivo 1.415, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , % 1.265,00 431, ,25 25,00 184,00 71, % 1.254,88 462, ,90 25,00 184,00 71, % 1.244,76 475, ,03 25,00 184,00 71, % 1.234,64 488, ,88 25,00 184,00 71, % 1.224,52 500, ,46 25,00 184,00 71, % 1.214,40 513, ,76 25,00 184,00 71, % 1.204,28 525, ,78 25,00 184,00 71, % 1.194,16 537, ,53 25,00 184,00 71, % 1.184,04 548, ,00 25,00 184,00 71, % 1.173,92 560, ,20 25,00 184,00 71, % 1.163,80 571, ,12 25,00 184,00 71, % 1.153,68 582, ,76 25,00 184,00 71, % 1.143,56 592, ,13 25,00 184,00 71, % 1.133,44 602, ,22 25,00 184,00 71, % 1.123,32 612, ,04 25,00 184,00 71, % 1.113,20 622, ,58 25,00 184,00 71, % 1.103,08 631, ,84 25,00 184,00 71, % 1.092,96 640, ,83 25,00 184,00 71, % 1.082,84 649, ,54 25,00 184,00 71, % 1.072,72 658, ,98 25,00 184,00 71,50 AESS: impianti fotovoltaici progettati e realizzati Provincia di Modena: Impianti FV in n. 8 scuole, 23 kwp Comune di Modena: Impianti FV in n. 4 scuole, 8 kwp Comune di Formigine: Impianti FV in una palestra e un asilo, 15 kwp Comune di Sassuolo: Impianto FV in una scuola elementare, 3 kwp Parco dei Sassi di Roccamalatina: Impianto FV nel centro visitatori, 4kWp Parco dell Alto Appennino: Impianti FV in due centri visitatori, 4 kwp Comune di Modena: Impianto FV ad alta valenza architettonica presso la Fiera di Modena, 32 kwp Consorzio Geovest: Impianti FV in 11 Comuni, 848 Kwp 14

15 AESS: impianti fotovoltaici progettati e realizzati Comune di Modena, Fiera: 32 kwp Comune di Nonantola, Palestra: 26 kwp Comune di S. Agata Bolognese, Asilo: 41 kwp Comune di Nonantola, Scuola Media: 33 kwp AESS: impianti fotovoltaici progettati e realizzati Comune di Formigine, Palestra Corlo: 10 kwp Comune di Finale Emilia, Palestra: 49 kwp Parco dell Alto Appennino, 2 centri visitatori: 4 kwp Parco dei Sassi di Roccamalatina, centro visite: 4 kwp 15

16 AESS: impianti fotovoltaici progettati e realizzati Geovest Srl, con l assistenza tecnica dell Agenzia per l Energia di Modena ha realizzato 17 impianti fotovoltaici della potenza complessiva di 711 kw, capaci di generare l energia necessaria ai fabbisogni di circa 360 famiglie. Gli impianti sono collocati su scuole ed edifici pubblici degli 11 comuni soci e rappresentano il 7% del totale della potenza fotovoltaica installata in regione e lo 0,6% di quella nazionale. 16

17 GRAZIE dell ATTENZIONE 17

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