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Sistemi fotovoltaici

i sistemi fotovoltaici

produrre energia dal sole

Che cos'è
Un pannello piano o un film sottile di forma qualsiasi, in grado di captare i raggi del Sole e convertirli in energia elettrica.
Si definisce impianto o sistema fotovoltaico un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a captare e trasformare l'energia solare disponibile, rendendola utilizzabile sotto forma di energia elettrica.

A cosa serve
A produrre energia elettrica per alimentare sia le utenze connesse alla rete elettrica sia le utenze isolate.
Un impianto fotovoltaico ha lo scopo di generare energia elettrica; l'energia prodotta può essere utilizzata per due scopi principali:

Alimentare utenze connesse alla rete (impianti grid connected )
Le applicazioni degli impianti connessi alla rete sono:

• Generare energia elettrica destinata all'autoconsumo - L'energia elettrica prodotta viene autoconsumata con l'effetto di ridurre i costi della bolletta energetica. In questo caso non è previsto un sistema di accumulo di energia, la rete elettrica funziona come riserva di energia da utilizzare quando l'impianto non ne produce abbastanza; un doppio contatore provvede a calcolare la differenza tra energia elettrica immessa ed assorbita dall'utente su base annuale e stabilisce l'eventuale credito energetico per l'anno successivo ( scambio sul posto ).
• Generare energia da immettere nella rete elettrica - L'energia prodotta viene venduta e immessa nella rete elettrica nazionale, quindi il compito di questo tipo di impianti è quello di produrre la quantità massima di energia in modo da massimizzare i ricavi.

Alimentare utenze isolate (impianti stand alone )
Le principali applicazioni di impianti stand alone riguardano:

• sistemi per l'alimentazione di apparecchiature per telecomunicazioni come gli impianti di segnalazione marittima, ponti radio, ecc;
• impianti di pompaggio per l'acqua per usi domestici o agricoli;
• impianti per l'alimentazione di abitazioni isolate sia in corrente continua che alternata (es. rifugi montani);
• impianti per alimentare gruppi di utenze isolate.

Come funziona
Sfrutta le proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio) che opportunamente trattati e collegati producono elettricità se colpiti dalla radiazione solare, senza parti in movimento e senza l'uso di alcun combustibile.

I pannelli vengono installati sul tetto o integrati nelle costruzioni e devono essere rivolti a sud per meglio captare la radiazione solare. Il dispositivo più elementare capace di operare una conversione dell'energia solare è la cella fotovoltaica, che ha le dimensioni di un quadrato di circa 12 cmdi lato ed è in grado di generare circa 1, 5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando si trova ad una temperatura di 25 °Ced è sottoposta ad una potenza della radiazione solare pari a 1.000 W/m2.
La potenza in uscita da un dispositivo fotovoltaico che lavora in condizioni standard prende il nome di potenza di picco (Wp) o potenza nominale ed è un valore che viene usato come riferimento per confrontare tra loro impianti diversi.

Nei sistemi fotovoltaici isolati l'immagazzinamento dell'energia avviene, in genere, mediante accumulatori elettrochimici (tipo le batterie delle automobili). Tali accumulatori permettono di far fronte a punte di carico senza dover sovradimensionare i generatori e garantiscono la continuità dell'erogazione dell'energia anche in caso di basso o nullo irraggiamento (come di notte) o di guasto temporaneo dei generatori.

Prerequisiti
Serve un tetto, o comunque uno spazio con esposizione a Sud (la posizione del sole a mezzogiorno). Verificare inoltre che durante tutto l'anno non ci sia copertura del pannello (generatore fotovoltaico), nemmeno parziale, da parte di: camino, parabola, alberi, edifici, montagne, ecc..
Prima di installare un impianto occorre verificare che non ci siano vincoli sul luogo di installazione (ad esempio: edifici storici, ecc.) imposti dal regolamento edilizio del proprio comune.
In genere un generatore fotovoltaico viene integrato nell'edificio o in strutture già esistenti, ma se non ci sono esigenze di tipo architettonico l'inclinazione dei moduli viene scelta pari alla latitudine del luogo in cui avviene l'installazione diminuita di circa 10 gradi, in modo da massimizzare la radiazione solare incidente e quindi l'energia prodotta.
La producibilità di un sistema fotovoltaico, oltre che dalle dimensioni e caratteristiche dell'impianto, dipende dall'irraggiamento solare sul sito specifico e dalla presenza di ostacoli sul percorso solare che possono determinare l'ombreggiamento del generatore o di una sua parte.
Per valutare l'effettiva potenzialità di un impianto è indispensabile conoscere le ORE EQUIVALENTI cioè le ore annue di funzionamento nelle condizioni standard (circa 1200h a Milano, 1500h a Roma, 1800h a Palermo).
Le condizioni di irraggiamento italiane sono molto favorevoli, anche se molto variabili lungola penisola. Per determinarle si possono usare le norme UNI 10349 sui dati climatici, le UNI 8477 sulla valutazione dell'energia raggiante ricevuta, software dedicati e le mappe isoradiative come l'Atlante Europeo della radiazione solare. Sul luogo di installazione dell'impianto è anche opportuno effettuare una valutazione dell'ombreggimento mediante misure dirette con appositi strumenti.

Quanto costa
Impianti connessi alla rete

• impianti senza pretese architettoniche: 4000-6000 € per KW di potenza installata (sistema completo, IVA inclusa, inclusa l'installazione e la minuteria elettrica);
• impianti fatti fare su misura per esigenze architettoniche costano circa il 50% in più.

Impianti isolati

• Almeno 9000 € per KW di picco installato; il costo dipende dalla riserva di energia che si vuole accumulare per operare nelle ore notturne o in mancanza di sole.