Impianto Fotovoltaico: Che cos’è – Elementi – Funzionamento – Tipologie

Ciao! Sicuramente avrai pensato almeno una volta ad informarti sull’ impianto fotovoltaico, ti sarai chiesto se potesse essere conveniente per te, in quanto tempo potresti ammortizzatare i costi dell’investimento iniziale ma soprattutto il sogno proibito sarebbe azzerare i costi della componente energia in bolletta vero?

In questo articolo risponderò a queste domande cercando di essere il più chiaro possibile.

 

Che cos’è un impianto fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico è un impianto elettrico, formato da più moduli fotovoltaici, che sfrutta l’energia della radiazione solare per produrre energia elettrica attraverso materiali semi-conduttori sensibili alla luce solare come ad esempio il silicio cristallino.

 

Da quali elementi è composto un impianto fotovoltaico?

Gli elementi sono pochi e semplici:

• i moduli fotovoltaici o pannelli per la captazione della radiazione solare
• inverter per la trasformazione da corrente continua a corrente alternata (la 220v delle nostre abitazioni)
• quadri elettrici e contatori per il funzionamento e il monitoraggio di energia prodotta
• sistemi di accumulo per erogazione della corrente in caso di assenza di sole o durante la notte (opzionale)

 

Come funziona un impianto fotovoltaico?

Il principio di base è semplicissimo: i pannelli captano la radiazione solare producendo istantaneamente corrente continua, questa viene inviata ad un inverter che la trasforma in corrente alternata  per essere utilizzata dai nostri apparecchi domestici. Tutto l’impianto è collegato infine alla rete nazionale elettrica: il surplus di energia prodotta viene ceduta alla rete nazionale, viceversa quando i pannelli non producono energia, siamo noi ad attingere alla rete. L’ente ci riconoscerà un contributo per ogni kWh prodotto e ceduto alla rete: quindi non solo non paghiamo l’energia prodotta dal nostro impianto, ma ci viene riconosciuta una quota in € per il surplus di energia prodotta, ma non utilizzata, ceduta alla rete elettrica nazionale.

Ma di notte? e se piove? beh, è che chiaro che il sistema non può produrre energia per cui dovremo attingere alla classica rete elettrica. Tuttavia oggi c’è un modo per evitare questo problema: sono i sistemi di accumulo.

Possono essere integrati con l’inverter occupando poco spazio e normalmente sono al litio (come le batterie dei cellulari)  oppure presentarsi come pacco batterie esterno (accumulatori in piombo-gel) che hanno il vantaggio di costare meno ma sono molto ingombranti e sono di più complessa installazione. Con i sistemi di accumulo, l’energia prodotta, ma non utilizzata durante il giorno, viene immagazzinata e resa disponibile secondo le necessità in qualunque momento della giornata.  In questa fase non mi addentrerò sulle analisi economiche costo/benefici dei sistemi di accumulo, lo farò nei prossimi articoli perchè merita un capitolo a parte. Sebbene virtualmente sia possibile azzerare la componente energia in bolletta, i costi di canone fissi dovranno sempre essere corrisposti al fornitore di energia elettrica.

 

 

 

Tipologie dei pannelli e dei sistemi di impianto fotovoltaico

I pannelli fotovoltaici possono essere:

• eterogiunzione
• silicio monocristallino
• silicio policristallino
• silicio amorfo

La differenza fra le tipologie risiede nel prezzo e nella resa: un pannello con moduli in eterogiunzione ha un rendimento fra i 21 e 25%, monocristallino 19/21%, policristallino 15/18%, microsferico intorno al 10% e infine per l’amorfo valori intorno al 7/9%. Ovviamente il costo dei pannelli è, circa, direttamente proporzionale alla resa ma c’è un “ma”. La scelta non è obbligata unicamente dal budget e dal rendimento che ci siamo prefissati, ma dalle caratteristiche stesse dei pannelli. Ad esempio se abiti in una zona molto calda ti conviene installare un pannello in eterogiunzione in quanto è la tipologia che risente meno del calo di prestazioni dovute a temperature elevate. Se hai una copertura ad arco, la soluzione più ottimale sarebbe il pannello in amorfo poichè è flessibile.

Facendo un conto della serva per darti un ordine di grandezza, considera che per avere 1kWp (chiloWatt picco), hai bisogno dai 6 agli 8m² di superficie, mediamente per un 3kWp sono necessari dai 18 ai 24m² di pannelli fotovoltaici. 1 kWp varia dai 1500 ai 2000 euro e sono necessari da 6 agli 8 anni per rientrare del costo iniziale dell’investimento (a patto che tu abbia richiesto gli incentivi fiscali come ti spiego in questo articolo).

 

Le tipologie di pannello fotovoltaico sono:

• non integrato
• parzialmente integrato
• integrato

La tipologia a pannello non integrato viene di solito utilizzata su coperture piane e i moduli sono sorretti da cavalletti per garantire la giusta inclinazione

 

La tipologia a pannello parzialmente integrato è quella più comune nelle coperture inclinate

 

La tipologia a pannello integrato è utilizzata per mimetizzare al massimo l’impianto e di solito viene impiegata negli edifici storici vincolati (ma non solo)

 

 

Infine ti illustro i sistemi di impianto fotovoltaico:

• grid-connected
• stand alone
• storage

I grid-connected sono gli impianti connessi alla rete elettrica nazionale ed è la tipologia più diffusa sul nostro territorio:  non c’è mai mancanza di approvvigionamento di energia, anche quando l’impianto fotovoltaico non produce, la corrente viene sempre garantita dalla rete elettrica, gode delle detrazioni fiscali e infine si può scegliere di sottoscrivere il contratto di scambio sul posto o il ritiro dedicato.

Gli stand-alone sono gli impianti ad isola completamente staccati dalla rete elettrica (pensa ad esempio a situazioni in cui l’abitazione sia sprovvista di allaccio alla rete elettrica): evita l’obbligo di sostenere gli eventuali costi di allaccio alla rete, non è necessario richiedere la connessione dell’impianto all’Enel e anche questa tipologia gode delle detrazioni fiscali.

Gli storage sono gli impianti con accumulo di cui ti parlavo ad inizio articolo: non c’è mai mancanza di energia, anche quando l’impianto fotovoltaico non produce, in quanto la corrente viene sempre erogata dalle batterie di accumulo o dalla rete elettrica, rispetto agli impianti grid-connected, la percentuale di energia prodotta dall’impianto e autoconsumata passa da una media del 30% fino al 60/70%, con un importante aumento del risparmio sulla bolletta elettrica e gode delle detrazioni fiscali.

In ogni caso, prima di scegliere la tipologia più adatta alle tue esigenze è sempre opportuno fare un’analisi dettagliata del luogo, della morfologia del coperto, degli orientamenti ottimali ed eventuali ombreggiamenti e consiglio sempre un audit energetico per conoscere gli effettivi bisogni energetici della famiglia e del fabbricato.

Ti segnalo infine un nuovo tipo di tetto fotovoltaico integrato: il Tesla Solar Roof, un impianto fotovoltaico invisibile, dai un’occhiata a questo articolo.

 

Sono riuscito a darti un quadro di insieme abbastanza completo? Scrivimi nei commenti cosa ne pensi e se hai intenzione di passare ad una fonte rinnovabile e fare la tua parte per la salvaguardia del nostro ambiente, a presto!