L’ energia solare che arriva sulla Terra può essere “raccolta” da un dispositivo fotovoltaico. Componenti impianto fotovoltaico.
Componenti impianto fotovoltaico. La tecnologia fotovoltaica permette, infatti, di convertire, istantaneamente, l’energia solare in energia elettrica senza l’uso di combustibile. Essa sfrutta il cosiddetto “effetto fotoelettrico”, cioè la capacità che hanno alcuni semiconduttori, opportunamente trattati, di generare elettricità se sottoposti alla luce.
La quantità di energia solare incidente su una superficie unitaria in un determinato intervallo di tempo è chiamata irraggiamento, (generalamente kWh/m2/giorno). L’irraggiamento è influenzato dalle condizioni climatiche locali e dipende dalla latitudine del luogo, cresce quanto più ci si avvicina all’equatore.
Un impianto fotovoltaico è sostanzialmente costituito da un “generatore”, un “sistema di condizionamento e controllo della potenza”, un eventuale “accumulatore” di energia (la batteria), e naturalmente dalla struttura di sostegno.
Il componente elementare di un generatore fotovoltaico è la cella, dove avviene la conversione della radiazione solare in corrente elettrica. In commercio abbiamo i moduli fotovoltaici costituiti da un insieme di celle. Più moduli un pannello, che è una struttura comune ancorabile al suolo ad un edificio. Più pannelli realizzano una stringa e più stringhe un generatore fotovoltaico.
Componenti impianto fotovoltaico: i tipi di impianto
Si distinguono varie tipologie di impianto, in particolare abbiamo:
· Impianti Isolati (Stand-Alone): non sono collegati alla rete elettrica e sono dotati di un sistema di batterie che assicura l’erogazione di corrente anche nelle ore di scarsa illuminazione o di buio. Questi impianti sono usati quando la rete elettrica è assente o difficilmente raggiungibile, ad esempio per sistemi di illuminazione e segnaletica sulle strade, impianti pubblicitari, ecc.
· Impianti Collegati alla Rete (Grid-Connected):sono collegati alla rete elettrica. Nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l’energia necessaria a coprire la domanda di elettricità, la rete fornisce l’energia richiesta. Viceversa, se il sistema fotovoltaico produce energia elettrica in più, il cosiddetto surplus, può essere trasferito alla rete o accumulato.
Quanta energia produce un impianto fotovoltaico? A quali costi?
Un generatore fotovoltaico produce una quantità di energia che è funzione della latitudine e altitudine del sito, orientamento e inclinazione dei moduli, caratteristiche di assorbimento e riflessività del territorio. Indicativamente un metro quadrato di moduli nell’Italia centro-meridionale può produrre 0,3-0,4kWh al giorno in inverno e circa il doppio in estate.
Per quanto riguarda i costi non è direttamente effettuabile un confronto tra l’energia prodotta dalla fonte solare e quella tradizionale. Bisogna tener conto, infatti, dei danni ambientali provocati dalle forme tradizionali di generazione energetica. Per ogni kWh di energia generata con il fotovoltaico si risparmiano circa 250 gr di olio combustibile e si evita l’emissione di circa 700 gr di CO2, con un vantaggio economico e soprattutto ambientale per la collettività!
Facciamo un esempio
Prendiamo in considerazione una famiglia di 4 persone nell’Italia centrale il consumo elettrico medio annuo è di circa 2.500kWh. Utilizzando un impianto fotovoltaico con moduli in silicio policristallino (più economici) e considerando che un metro quadrato di questi moduli installato in Italia centrale produce 160kWh all’anno, occorrerà installare 16 m2 di moduli. Dato che ogni modulo occupa 0,5m2, saranno necessari 32 moduli, per un costo di circa 15.000€, IVA esclusa. Per questo impianto il costo del chilowattora è di circa 0,34€, IVA esclusa, calcolato tenendo conto del costo dell’investimento e di manutenzione annuo dell’impianto, del numero di chilowattora prodotti in un anno e della durata dell’impianto, che di solito viene considerata superiore ai 30 anni. Il costo da fonti fossili è di circa 0,18€ a kWh; installare, però, un impianto fotovoltaico diventa conveniente quando intervengono forme di incentivazione finanziaria da parte dello Stato.
Il principale riferimento, in materia di incentivazione dell’energia fotovoltaica, è il DM 19/02/07 (nuovo Conto Energia), pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale del 23/02/2007 e subentrato ai precedenti DM del 28/07/2005 e del 6/02/2006 (primo Conto Energia).
Secondo quanto stabilito dal DM del 19/02/07 gli impianti fotovoltaici entrati in esercizio a partire dal 1° gennaio 2009 hanno diritto a una tariffa incentivante calcolata in base al tipo di impianto e alla sua integrazione architettonica. L’impianto fotovoltaico non integrato è l’impianto con moduli installati al suolo,
sugli elementi di arredo urbano, sulle superfici esterne degli edifici, viceversa quello integrato.
Un esempio potrebbe essere il più grande impianto fotovoltaico della penisola italica che potrebbe sorgere nel 2014, nel piccolo stato del Vaticano. Il Vaticano ha iniziato, infatti, la “conversione al fotovoltaico” installando pannelli solari sull’Aula Nervi, uno degli edifici più moderni e quindi più compatibili con tecnologie di questo tipo.
L’energia fotovoltaica richiede, dunque, un forte investimento di capitale iniziale e basse spese di mantenimento: “è come se si comprasse anticipatamente l’energia che si consumerà nei prossimi anni”.
Una volta recuperato l’investimento, per il resto della vita utile dell’impianto si dispone di energia essenzialmente a costo zero”. Dotare quindi, la propria casa, azienda, ufficio od altro di un impianto di questo genere, usufruendo dei contributi pubblici, può rivelarsi un buon investimento.
In questo periodo si parla di “grid parity”che rappresenta il momento in cui il costo dell’energia fotovoltaica è minore o uguale al costo dell’energia dalla rete (il costo dei pannelli tende a diminuire nel tempo con le innovazioni tecnologiche, mentre il costo dell’elettricità della rete tende ad aumentare, per il maggiore costo dei combustibili fossili) e che si potrà raggiungere nei prossimi dieci anni.
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