Progettazione e realizzazione impianti fotovoltaici

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C.S.Aziende.Net S.r.l. dell'Ing. Giuseppe Cannizzaro (curriculum) - (partner CIMENTO S.r.l.)

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IL SOLARE FOTOVOLTAICO: PRINCIPI GENERALI ELEMENTARI (esempi di impianti; esempio di progetto)

(Versión en español)

Un impianto fotovoltaico serve a trasformare la luce solare in energia elettrica di tipo continua (DC) che, a sua volta trasformata in corrente alternata (AC) da un Inverter, può essere immediatamente utilizzabile dalle utenze elettriche collegate (domestiche o industriali), oppure immessa nella rete elettrica esterna qualora l’Ente gestore della stessa lo consenta.

La corrente continua (Direct Current) prodotta dal generatore fotovoltaico può anche essere conservata in batterie di accumulo e trasformata in alternata (AC) quando il generatore fotovoltaico non è più in funzione (per esempio la notte o in momenti di cielo particolarmente buio e nuvoloso).

Il primo e più piccolo elemento base di un impianto FTV è una cella fotovoltaica, composta da due strati di silicio drogati opportunamente (per es. fosforo-boro), che è in grado di convertire direttamente la luce solare (Fotoni) in corrente continua.

Le celle possono essere in Silicio Monocristallino, Silicio Policristallino e Silicio Amorfo con caratteristiche di sensibilità diversa alla luce solare e, di conseguenza, una diversa resa elettrica e una diversa superfice ricevente a parità di potenza nominale della singola cella.

Numerose celle fotovoltaiche, montate sullo stesso supporto, costituiscono un modulo fotovoltaico.

Moduli (Pannelli) fotovoltaici connessi in serie costituiscono una Stringa.

Due o più stringhe connesse in parallelo costituiscono un Array.

La corrente di ciascun Array deve essere compresa nei limiti dell’Inverter che, per funzionare, deve essere collegato alla rete elettrica di distribuzione pubblica in quanto il suo funzionamento può essere equiparato ad un generatore di corrente che eroga corrente in parallelo alla tensione di rete.

QUALI VANTAGGI SI OTTENGONO PER L’UTENTE E LA COLLETTIVITÀ.

L’energia solare è l’alternativa ormai matura per una grande transizione energetica che consente di conciliare la crescita dell’economia globale con la necessità di ridurre le emissioni e preservare l’ambiente.

Un impianto ad energia rinnovabile, come il fotovoltaico (FTV), non è un costo ma un investimento: si recupera il capitale investito e la “variabile” è solo il tempo di rientro dai costi che può variare dai 4 a più anni in funzione di fattori come la tipologia dell’impianto (per es. con o senza accumulo) o della percentuale di autoconsumo dell’energia prodotta.

In Italia, grazie alla detrazione del 50% per i privati, o al super ammortamento 140% per le aziende, l'investimento in un impianto può ripagarsi da solo in circa 4 anni.

Poiché i pannelli di ultima generazione offrono un rendimento di qualità per almeno 30 anni, ogni euro investito nel fotovoltaico può produrre un ritorno cumulato di almeno cinque volte l'investimento iniziale.

Con l’aumento inflazionistico dell’energia in proporzione aumenta il risparmio in bolletta grazie all’autoconsumo.

Guadagni di gran lunga maggiori, quindi, si potranno ottenere soprattutto in quegli Stati (per es. Argentina) in cui il tasso d’inflazione annua purtroppo rimane molto elevato ma che non influirà, invece, su chi ha già installato un impianto fotovoltaico, o altra energia rinnovabile, con la percentuale di autoconsumo quanto più prossima al 100% raggiungibile, però, non solo con le modificabili abitudini al consumo dell’utente ma, qualora queste non fossero modificabili, come in strutture aziendali e produttive, soprattutto con un opportuno ed onesto dimensionamento dell’impianto che tenga conto dell’entità dei consumi nelle varie fasce di orari giornalieri e stagionali.

Dal momento che non è possibile adattare la “curva di consumo” alla “curva di produzione” degli impianti fotovoltaici è necessario “stoccare” l’energia in eccesso prodotta in alcuni momenti per renderla disponibile quando il solare non produce. In questo modo si ottimizza la produzione e si rende, di fatto, il fotovoltaico in una risorsa più efficiente perché produce energia che viene consumata tutta e in qualsiasi momento.

Ciò è possibile grazie ai nuovi inverter integrabili con accumuli, che permettono di conservare l'energia prodotta e non consumata sul momento per poterla utilizzare ad esempio di sera, si può aumentare la redditività dell’impianto.

Si possono anche sfruttare degli ottimizzatori, già integrati o anche da installare su ogni singolo pannello, che sono dei dispositivi intelligenti che aumentano la resa dell'impianto del 20-25%.

Abbinando poi il fotovoltaico alle pompe di calore, per produrre gratuitamente acqua calda, riscaldamento e climatizzazione estiva, si massimizza il rendimento di un FTV.

 

Benefit del fotovoltaico e progettazione

L’uso delle energie rinnovabili ormai è diventato una assoluta necessità che trova giustificazione non solo nella necessità di ognuno, ma anche di tantissimi Stati, di essere indipendenti dal punta di vista energetico, ma anche per il necessario ed improcrastinabile rispetto verso l’AMBIENTE, che riguarda invece tutti gli Stati ed esseri umani singolarmente, stressato dagli scarichi e dalle scorie provenienti dall’uso delle energie fossili, esauribili, e messo in pericolo dalle non sempre controllabili centrali nucleari.

Ne è nato conseguentemente un mercato sempre in crescita nella produzione di elementi di impianto (Pannelli Fotovoltaici, Inverter, Batterie di Accumulo, impianti eolici, pannelli solari termici, ecc.) per ricavare energia elettrica sfruttando le energie rinnovabili (Sole, Vento, Geotermia, ….).

L’utente interessato, navigando su internet, si trova di fronte ad una miriade di aziende ed installatori che spesso hanno il solo scopo di “vendere” il loro prodotto per ricavarne un profitto economico immediato e magari trascurando di fornire all’acquirente tutte quelle informazioni che lo metterebbero in condizione di scegliere e dimensionare l’impianto in base non solo alle sue esigenze ed abitudini attuali ma ad una consapevole scelta ambientale e determinazione a modificare alcune abitudini nell’uso degli elettrodomestici di casa, o impianti aziendali, per ottenere il massimo del rendimento dal nuovo impianto da installare.

Un banale esempio di quanto detto potrebbe essere quello dell’uso della lavatrice o lavastoviglie.

Tante persone approfittando delle tariffe elettriche più vantaggiose, attivano gli elettrodomestici più “energivori” durante la notte.

I classici elettrodomestici utilizzabili in questi orari sono la lavastoviglie, la lavatrice e, d’estate, il condizionatore.

Se invece si installa un l’impianto fotovoltaico “questa abitudine va cambiatae gli elettrodomestici vanno concentrati nelle ore di sole. 

Semmai la vecchia abitudine di fare la lavatrice di notte si può mantenerla per i mesi invernali di Dicembre e Gennaio; nelle restanti stagioni invece bisogna cercare di spostare tutto durante il giorno.

E per chi di giorno non è a casa ?

Nessun problema, basta sfruttare la funzione “timer” degli elettrodomestici o installare delle economiche prese programmabili. 

Ad esempio prima di uscire di casa impostate il timer di partenza ritardata nella lavastoviglie in modo che inizi a lavare verso le 8.00, mentre programmate la lavatrice in modo che inizi verso le 11.

E durante l’estate anche per il condizionatore cercate di attivarlo già verso le 15, anche se non siete a casa. In questo modo evitate di “surriscaldare” troppo l’appartamento e sfruttate l’energia gratis del vostro impianto fotovoltaico per rinfrescare casa e trovarvi il benessere quando rincasate.

Se non si danno queste ed altre informazioni all’utente finale si rischia di tradire le sue aspettative portandolo a pensare che sia il nuovo impianto ad energie rinnovabili che non funziona e non, piuttosto, un uso improprio per il mantenimento di abitudini assolutamente da cambiare.

Una esperienza, ritenuta negativa, porta diffidenza ed una veicolazione della stessa fra parenti, amici e conoscenti, se non addirittura sulle pagine dei social (basta leggere alcuni “commenti” in proposito), che fanno torto ad una buona, onesta e seria Consulenza Energetica fornita da un Professionista del settore.

Per la progettazione di un edificio, sia privato che pubblico, ci si affida di norma ad un progettista di fiducia che si ritiene dotato degli strumenti, teorici ed esperienziali, per proporre la migliore scelta, ed il successivo assemblaggio, tra i tantissimi prodotti e materiali presenti sul mercato.

Analogamente, per la progettazione di un impianto fotovoltaico, o sfruttando qualsiasi altra energia rinnovabile, il Tecnico Professionista proporrà la migliore soluzione per l’utente, sia domestico che industriale, in funzione non solo della tipologia dei suoi consumi (orari, giornalieri e stagionali), ma anche tenendo conto di tutti quei fattori che influenzano la produttività dell’impianto:

  • luogo geografico, ognuno caratterizzato da un irraggiamento solare diverso;
  • migliore inclinazione e piano di posa dei pannelli FTV (a terra, su tetto piano, su falda inclinata);
  • migliore orientamento dei pannelli FTV (Per es. Italia a SUD, Argentina al NORD);
  • eventuali ostacoli ombreggianti presenti (ANCHE SINGOLE ANTENNE TELEVISIVE !!!);
  • potenza nominale e dimensioni dell’impianto;
  • tipologia della fornitura (monofase, trifase in bassa e media tensione);
  • eventuale presenza di batterie di accumulo;

 

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