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Impianto fotovoltaico, risparmio, funzionamento e costi

Negli ultimi anni si parla sempre più spesso di energie rinnovabili e in particolare proprio di fotovoltaico, ma come funziona?

Un impianto fotovoltaico è costituito da più celle solari, realizzate in genere in silicio amorfo, mono o policristallino. Queste celle sono caratterizzate da una superficie percorsa da strisce argentate, che hanno contatti chimici per la connessione in serie tra più celle, che aggregate tra loro formano un modulo fotovoltaico. Dall’unione di più moduli nasce l’impianto fotovoltaico vero e proprio, che può essere ad uso industriale o domestico, in questo articolo ci concentreremo sui secondi.

Come funziona la tecnologia fotovoltaica?

Negli ultimi anni si parla sempre più spesso di energie rinnovabili e in particolare proprio di fotovoltaico, ma come funziona? Semplificando al massimo, quando un fotone colpisce la superficie di una cella fotovoltaica, la sua energia viene trasferita agli elettroni presenti sulla cella. Questi elettroni vengono eccitati e iniziano a vibrare e fluire dal silicio al circuito, producendo così corrente continua, che grazie all’azione di un inverter verrà poi convertita in corrente alternata, trasportabile e infine utilizzabile nella rete di distribuzione.

I diversi tipi di impianti fotovoltaici

Esistono diverse tipologie di impianti fotovoltaici, i Grid Connected sono impianti connessi e interfacciati alla rete elettrica nazionale. L’energia prodotta da questi impianti va a servire le utenze domestiche, con un conseguente risparmio in bolletta che può arrivare ad essere molto rilevante. L’energia prodotta in eccesso e non direttamente utilizzabile in casa viene poi conteggiata dal contatore e riversata sulla rete, di conseguenza si può quindi vendere l’energia non utilizzata.

In alternativa c’è la possibilità di rivendere tutta l’energia prodotta in rete attraverso il contratto di ritiro dedicato. Gli impianti fotovoltaici Grid Connected sono quelli più diffusi e comunemente installati in Italia, così come anche in vari altri paesi nel mondo. Tra l’altro erano anche gli unici impianti che avevano accesso agli incentivi del Conto Energia. Tra i punti di forza di un impianto Grid Connected c’è senza dubbio il fatto che quando questo non produce energia la stessa viene fornita dalla rete elettrica, quindi non si resta mai senza corrente. C’è la possibilità di accedere a detrazioni fiscali e altri incentivi e infine per la valorizzazione dell’energia prodotta si può scegliere di stipulare un contratto di scambio o di ritiro dedicato.

Un’altra tipologia di impianto fotovoltaico è lo Stand Alone, o “ad isola”, questi impianti vengono scelti da chi non ha un allaccio alla rete elettrica. L’energia prodotta da questa tipologia di impianto va a servire le utenze attive nell’abitazione e l’energia restante viene immagazzinata in batterie e quindi accumulata per servire le utenze durante la sera e nei momenti di fermo dell’impianto. Nella fase di progettazione di queste tipologie di impianto fotovoltaico è fondamentale dimensionarlo a dovere e la stessa cura dovrà essere riservata alle batterie, che incidono sul costo totale di impianto in modo significativo.

Gli impianti di tipo Storage rappresentano una novità, almeno per il mercato fotovoltaico italiano. Si tratta di impianti ibridi che uniscono diverse  tecnologie, in particolare quelle degli impianti Grid Connected e degli Stand Alone. Si tratta di una soluzione presente da un po’ di tempo sul mercato internazionale, ma che non è ancora molto conosciuta da noi in Italia e che solo recentemente è stata regolamentata dall’AEEG, l’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas.

Un impianto Storage utilizza l’energia prodotta dal fotovoltaico per alimentare l’abitazione e con quella rimasta accumulare energia nelle batterie, fino al completo caricamento delle stesse. L’energia residua viene invece ceduta alla rete con un contratto di scambio sul posto.

Se l’impianto non produce, l’inverter alimenta le utenze dando la priorità alle batterie (se non completamente cariche) per poi passare alla modalità di prelievo dalla rete elettrica nazionale. Scegliere un impianto Storage conviene perché non c’è mai mancanza di energia, anche quando l’impianto fotovoltaico non produce, con questa soluzione l’energia viene sempre fornita o 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 70%, con un conseguente aumento anche del risparmio sulla propria bolletta elettrica.

Gli impianti fotovoltaici anti-blackout, infine, funzionano secondo il sistema di connessione in rete, ma nel momento in cui vi è un black-out il sistema garantisce l’erogazione della corrente elettrica. In questo modo non si resta mai al buio.

Come viene calcolata l’efficienza di un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico domestico può far risparmiare cifre significative, ma affinché questo avvenga deve essere pienamente efficiente. Ci sono diversi fattori che incidono sull’efficienza di un impianto fotovoltaico, questi vengono combinati in un indice: un valore, che serve a rappresentare quello che in inglese viene chiamato il “System Derate Factor” ovvero  il coefficiente di riduzione dell’efficienza di un impianto fotovoltaico. Alcuni fattori sono facili da rilevare e misurare, altri estremamente più variabili e dipendono ad esempio dal luogo in cui viene installato l’impianto.

L’efficienza media di un moderno impianto fotovoltaico, ben installato è generalmente di un 86%. Questo però rimane solo un valore indicativo che può variare in modo anche molto significativo in base a numerose variabili, tra le quali spiccano la temperatura, la sporcizia che si accumula sui pannelli, eventuali zone d’ombra, ad esempio create dalle chiome degli alberi, cablaggi o connettori che possono causare piccole perdite di efficienza, una mancata corrispondenza tra le prestazioni dei vari pannelli che compongono l’impianto, problemi con l’inverter e non ultimo l’anzianità dell’impianto, che dopo una ventina d’anni perde mediamente almeno il 10% della sua efficienza iniziale.

Conviene ancora installare un impianto fotovoltaico?

L’energia fotovoltaica è rinnovabile e pulita, questo da solo potrebbe giustificare l’installazione di un impianto, ma visto che dotarsi di queste soluzioni non costa poco, molti si chiedono se ne valga effettivamente la pena, non solo da un punto di vista dell’impatto ambientale, ma molto più semplicemente sul fronte economico, potremmo dire del bilancio familiare.

L’energia fotovoltaica, se opportunamente sfruttata, può farci risparmiare in modo rilevante sul costo della bolletta elettrica. L’installazione di un impianto fotovoltaico è stata oggetto di incentivi statali, che col passare degli anni sono però stati rimodulati, è ancora conveniente quindi, alla luce di questo, installare un impianto fotovoltaico domestico nel 2019? Ognuno deve fare le sue personali considerazioni, ma senza dubbio è possibile avere un ritorno economico dell’investimento effettuato per acquisto e installazione, attraverso il risparmio che si riesce ad ottenere per almeno 25 anni (durata dell’impianto) sulla spesa della bolletta elettrica. Molto però dipenderà dall’ubicazione geografica dell’impianto e dalla percentuale di autoconsumo rispetto al totale dell’energia prodotta. Più si produce energia per il proprio consumo e più remunerativo si rivelerà essere l’investimento su un impianto fotovoltaico.

Quanto si può risparmiare grazie ad un impianto fotovoltaico?

Come abbiamo visto anche in assenza di specifici incentivi, un impianto fotovoltaico può rappresentare una buona scelta, sia per chi è sensibile alla tematica ambientale sia per chi desideri risparmiare sull’energia elettrica. Ma quanto si può risparmiare?

Il risparmio maggiore deriva dall’autoconsumo dell’energia prodotta dal proprio impianto, questo risparmio consente di andare a recuperare la spesa sostenuta per l’acquisto e l’installazione dell’impianto entro circa la metà della vita dell’impianto stesso. Quindi in circa 10 anni si può recuperare l’investimento e per altri 10 o 15 andare a risparmiare in modo significativo sui propri consumi energetici.

E per quanto riguarda l’energia prodotta e non consumata, quanto si può guadagnare? L’energia prodotta e non consumata viene ceduta alla rete e valorizzata attraverso calcoli specifici, in genere viene pagata in base al costo dell’energia per la zona di installazione. Non si diventa ricchi, ma anche questo fa rientrare della spesa sostenuta per l’installazione del fotovoltaico. Sempre più spesso per queste ragioni vediamo impianti fotovoltaici a Firenze, Milano, Roma e altre grandi città, così come anche sui tetti di tante case in provincia.

Quanto dura un impianto fotovoltaico e come va smaltito?

Come detto un impianto fotovoltaico di nuova generazione ha una durata di circa 25 anni, ma una volta arrivato a fine vita come va smaltito?

Un pannello fotovoltaico è composto da vari materiali, tra i quali il silicio che va smaltito analogamente a quanto si fa per le schede dei computer o per i circuiti stampati in genere. Il silicio non è un materiale tossico, ma i pannelli fotovoltaici non sono composti di solo silicio, sono in genere rivestiti da una lastra di vetro temperato, che si smaltisce come il cristallo e rifiniti da profili metallici. C’è poi uno strato di EVA (Etil Vinil Acetato) che si smaltisce come si fa per cavi elettrici e alcuni materiali usati in edilizia, come i junction box.

In alcuni casi i pannelli solari possono contenere telloruro di cadmio, qui le cose si complicano non poco visto che questa è una sostanza tossica ed altamente inquinante. In Germania, paese che nel settore fotovoltaico è decisamente all’avanguardia, stanno sostituendo e sostanzialmente mettendo al bando questi pannelli, potenzialmente pericolosi per la natura e per la salute umana. Ad ogni modo le aziende che montano questo tipo di pannello e spesso anche altri meno complessi da smaltire, si impegnano al relativo smaltimento. Quando scegliete il vostro impianto non sottovalutate questi aspetti, potreste trovarvi con un problema fastidioso da gestire, anche se non nell’immediato, ma dopo 20 o 25 anni. In ogni caso meglio prevenire e scegliere aziende che si occupino non solo di installare l’impianto, ma anche di smaltirlo una volta arrivato a fine vita.

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