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Impianti Fotovoltaici
Un impianto fotovoltaico è
costituito da un insieme di apparecchiature che consentono di trasformare
direttamente l'energia solare in energia elettrica.
Ciò avviene sfruttando l'effetto fotovoltaico (cioè
la capacità che hanno alcuni materiali
semiconduttori opportunamente trattati di generare
elettricità se esposti alla luce).

Gli impianti per la produzione di energia elettrica
mediante tecnologia fotovoltaica presentano diversi
vantaggi, tra i quali i più significativi sono:
-
assenza di emissioni inquinanti
-
risparmio dei combustibili fossili
-
estrema affidabilità
-
vita utile superiore a 20 anni
-
costi di manutenzione ridotti al minimo
-
modularità del sistema
Una prima classificazione delle tipologie
di impianti fotovoltaici può essere la seguente:
Questi ultimi generalmente non dispongono di
dispositivi di accumulo di energia (batterie) e in
caso di black-out non possono garantire
l'elettricità all'utenza dell'impianto.
L'incentivo statale
in conto energia può essere richiesto
solamente per impianti
connessi alla rete.
Una ulteriore classificazione può essere fatta in
base alla potenza degli impianti:
La prima tipologia raccoglie un insieme di
impianti particolarmente indicati per installazione
su immobili di privati cittadini, di attività
commerciali e di piccole aziende; una realizzazione
simile comporta limitati oneri amministrativi e
gestionali ed ha il vantaggio di poter usufruire del
servizio di "Scambio di energia" erogato dalla
società distributrice dell'energia elettrica.
Componenti e
installazione
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Un impianto fotovoltaico standard connesso alla rete
è costituito dai componenti evidenziati nello schema
adiacente.
Le funzioni dei dispositivi mostrati sono le
seguenti:
-
i moduli fotovoltaici,
captano la radiazione solare durante il giorno e
la trasformano in energia elettrica in corrente
continua
-
l' inverter,
trasforma l'energia elettrica da corrente
continua a corrente alternata rendendola idonea
alle esigenze delle comuni apparecchiature
elettriche (lampade, elettrodomestici,
alimentatori, computer...)
-
misuratori di energia,
sono dispositivi che servono a controllare e
contabilizzare la quantità di energia
elettrica prodotta e scambiata con la rete.
I moduli sono costituiti da
celle in materiale
semiconduttore come il silicio
cristallino. Essi rappresentano
la parte attiva del sistema
perché convertono la radiazione
solare in energia elettrica.
I semiconduttori, che
costituiscono l'elemento base di
questa tecnologia, sono
contenuti nella
cella fotovoltaica,
una piastrina
le cui facce, superiore ed
inferiore, costituiscono i poli
(positivo e negativo) della
cella a basso tensione (0.5 Volt
e intensità di 3 Ampere), ma ad
alta densità di corrente (eroga
circa 1/1.5 W di potenza se
investita da una radiazione di
1000 W/m2).
Inoltre, più moduli possono
essere collegati tra loro per
realizzare impianti di
produzione di energia elettrica
della potenza desiderata.
La corrente continua generata
viene inviata ad un convertitore
(inverter), dal quale ne esce
sotto forma di corrente
alternata tale da poter essere
immessa nella linea di
distribuzione. Il sistema
non è provvisto di sistemi di
accumulo, in quanto l’energia
prodotta durante le ore di
insolazione viene immessa nella
rete elettrica; viceversa,
durante le ore di insolazione
scarsa o nulla il consumo locale
viene alimentato dalla rete.
Un singolo modulo fotovoltaico
tipico (ne vengono prodotti di
diversi modelli con
caratteristiche diverse) ha una
potenza di circa 180 Wp, pesa
circa 18 kg e ha dimensioni di
circa mm.1580 x 809 x 50 (1,5
mq). Per ottenere una potenza di
1 kWp occorrono quindi circa 6
pannelli da 180 Wp.
Un impianto fotovoltaico deve essere installato
con le superfici dei pannelli esposte
preferibilmente a SUD. Installazioni con esposizione
verso sud-est o sud-ovest sono ammesse, prevedendo
che, una volta in esercizio, l'impianto abbia una
leggera perdita di produttività rispetto alla
soluzione con esposizione ottimale.
Per quanto riguarda l'inclinazione dei pannelli,
l'inclinazione di 30 gradi rispetto al piano è
quella che in Italia permette di avere la massima
produzione annua di energia. In questo caso
l'incidenza di una differente inclinazione sulla
potenzialità produttiva dell'impianto è minore, ad
esempio se contenuta tra +/- 10 gradi può essere
trascurata.
Tra le varie soluzioni che il Cliente può
scegliere per installare un impianto fotovoltaico,
la scelta dell'integrazione architettonica
nell'edificio deputato ad accogliere l'impianto
permette di ottenere un aumento dell'incentivo
statale in conto energia, oltre ad un gradevole
effetto estetico.
I
moduli fotovoltaici possono
essere collocati su qualsiasi
pertinenza di un immobile
(tetto, facciata, terrazzo) o
sul terreno. Tuttavia, la
decisione deve essere presa
sulla base delle tariffe
incentivanti e,
ovviamente, in base
all’esistenza sul sito
d’installazione dei seguenti
requisiti:
• disponibilità di spazio
necessario per installare i
moduli;
• corretta esposizione ed
inclinazione della superficie
dei moduli.
Le condizioni ottimali in Italia
sono:
• esposizione a SUD
(accettabile anche SUD-EST,
SUD-OVEST, con ridotta
perdita di produzione);
• inclinazione dei moduli
compresa fra 25° (latitudini
più meridionali) e 35°
(latitudini più
settentrionali);
• assenza di ostacoli in
grado di creare
ombreggiamento.
Un valore indicativo di
occupazione di superficie è di
circa 10 mq per kW di potenza
nominale installata.
La produzione elettrica annua di
un impianto fotovoltaico dipende
da diversi fattori:
• radiazione solare incidente
sul sito d’installazione;
• orientamento ed inclinazione
della superficie dei moduli;
• assenza/presenza di
ombreggiamenti;
• prestazioni tecniche dei
componenti dell’impianto
(moduli, inverter ed altre
apparecchiature).
Prendendo come riferimento un
impianto da 1 kW di potenza
nominale, con orientamento ed
inclinazione ottimali ed assenza
di ombreggiamento, non dotato di
dispositivo di “inseguimento”
del sole, in Italia è possibile
stimare le seguenti
producibilità annue medie:
• regioni settentrionali 1.100
kWh/anno;
• regioni centrali 1.250 kWh/anno;
• regioni meridionali 1.350 kWh/anno.
Il consumo annuo elettrico medio
di una famiglia italiana è pari
a circa 3.000 kWh.
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