Introduzione Fotovoltaico

Introduzione al Fotovoltaico Alcuni materiali come il silicio possono produrre energia elettrica se irraggiati dalla luce solare. Una caratteristica fisica che ha consentito negli anni '50 la realizzazione della prima cella fotovoltaica della storia. Lo stesso nome "fotovoltaico" esprime in sè tutto il significato della scoperta, "foto" deriva da "luce", "voltaico" deriva da Alessandro Volta, inventore della batteria. Le celle fotovoltaiche collegate tra loro formano un "modulo", un insieme di moduli compone il pannello solare fotovoltaico da installare sui tetti, terreni o terrazzi, ovunque ci sia un irraggiamento diretto dei raggi solari. I pannelli fotovoltaici stanno ottenendo rapidamente il favore di consumatori e famiglie. Il vantaggio è evidente, investendo in un impianto fotovoltaico casalingo si abbatte il costo dell'energia elettrica per almeno 25-30 anni. In Germania, e di recente anche in Italia con il Conto Energia, i proprietari dei pannelli solari fotovoltaici rivendono l'energia prodotta alle società elettriche ottenendo in cambio un reddito mensile aggiuntivo. Quelle di ultima generazione e che vengono trattate dalla nostra azienda, sono celle monocristalline ad alta efficienza, che consentono un rendimento più alto, rispetto alle celle policristalline. La singola cella solare, di dimensioni intorno ai 10 x 10 cm, costituisce il dispositivo elementare alla base di ogni sistema fotovoltaico. Fisica dei pannelli fotovoltaici Un modulo solare, o meglio conosciuto come pannello fotovoltaico, è costituito da un insieme di celle solari collegate tra loro in modo da fornire una potenza elettrica (per modulo) mediamente inferiore ai 250 W. Per aumentare la potenza elettrica è necessario collegare più moduli: più moduli formano un pannello e, analogamente, più pannelli formano una stringa. I moduli fotovoltaici convertono l’energia luminosa in energia elettrica a corrente continua in "tempo reale", cioè la produzione di energia elettrica è contemporanea alla captazione dell’energia solare. Oltre che dalle caratteristiche tecniche dell’impianto, la capacità di produzione di energia elettrica dipende dal grado di irraggiamento del luogo dove è posizionato, dal suo orientamento e dalla presenza, o meno, di zone in ombra. La posizione ottimale del pannello corrisponde all’esposizione a Sud dell’edificio, con un’inclinazione di circa 20-30 gradi rispetto al piano orizzontale. I risultati sono comunque buoni anche se il pannello viene localizzato in verticale sulla facciata Sud dell’edificio. Descrizione di un Impianto Grid-Connect I principali componenti di un impianto solare fotovoltaico collegato alla rete sono i pannelli solari fotovoltaici o moduli fotovoltaici che hanno il compito di convertire l'energia solare in energia elettrica, un sistema di fissaggio o struttura solare che garantisce l'ancoraggio dei pannelli solari a terra o su tetto o in altri punti fissi, i cavi con connettori solari che servono per dare la continuità fra i pannelli solari e la continuità elettrica fra i componenti solari, i quadri solari utili per garantire sicurezza all'impianto solare fotovoltaico, il convertitore statico o meglio inverter solare che coverte l'energia elettrica continua in energia elettrica alternata, i quadri elettrici lato alternata fondamentali per immissione in rete e scambio su posto o utilizzo dell'energia prodotta. Impianto connesso a rete elettrica: in questi impianti l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete. In quest’ultimo caso presso l’utente sono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete. In estrema sintesi, un impianto a moduli fotovoltaici si compone di una serie di pannelli adagiati sul tetto, di un inverter e di un contatore che serve per contabilizzare l'energia prodotta dall'impianto, che è poi quella che viene incentivata. Questo contatore funziona però al contrario di quello normalmente installato nelle abitazioni: conta l'energia prodotta dai nostri moduli fotovoltaici e praticamente comunica all'Enel quanta energia abbiamo prodotto. Gli impianti fotovoltaici connessi alla rete rappresentano dal punto di vista applicativo la soluzione ideale in quanto tutta l’energia generata dall’impianto viene comunque utilizzata: o direttamente dall’utente o immessa nella rete elettrica che costituisce quindi un sistema di accumulo infinito. Le celle fotovoltaiche forniscono valori di tensione e corrente limitati in rapporto ai valori richiesti dagli apparecchi utilizzatori: esse sono pertanto collegate elettricamente in serie a formare una struttura robusta e maneggevole detta modulo fotovoltaico. Il campo fotovoltaico e' un insieme di pannelli fotovoltaici opportunamente collegati in serie e in parallelo. Piu' pannelli fotovoltaici, elettricamente collegati in serie, formano la stringa. Infine il collegamento elettrico in parallelo di piu' stringhe costituisce il campo. Nella fase di progettazione di un campo fotovoltaico devono essere effettuate alcune scelte che ne condizionano il funzionamento. Tra le scelte fondamentali da fare sono i tipi di pannelli fotovoltaici che costituiscono il campo e possono essere pannelli fotovoltaici monocristallino , pannelli fotovoltaici policristallino o pannelli fotovoltaici a film sottile e successivamente sciegliere la configurazione serie-parallelo dei pannelli fotovoltaici che compongono il campo fotovoltaico; tale scelta infatti determina le caratteristiche elettriche del campo fotovoltaico. La configurazione elettrica è l'elemento fondamentale che determina le caratterisctiche che deve possedere l'inverter di rete , i quadri solari ed anche i cavi con i relativi connettori solari . Le stringhe di un campo a loro volta possono essere disposte in file parallele con l'inclinazione desiderata. In questo caso la distanza minima fra le file di pannelli non puo' essere casuale ma deve essere tale da evitare che l'ombra della fila anteriore copra quelli della fila posteriore; è quindi necessario calcolare la distanza minima tra le file in funzione dell'altezza dei pannelli, della latitudine del luogo e dell'angolo di inclinazione dei pannelli, affinche' non si verifichi ombreggiamento alle ore 12 del solstizio invernale. Conoscendo i precendenti dati si và a sciegliere la struttura solare fotovoltaica che sostiene il campo. Inoltre l'impianto può essere arricchito dalla presenza di accessori fotovoltaici che ne controllano e gestiscono l'impianto a distanza come i datalogger ed altro. Descrizione di un Impianto Stand-Alone o ad Isola Impianto isolato: in questo genere di impianto, l’energia generata alimenta direttamente il carico elettrico. Quella in eccesso viene accumulata nelle batterie solari che la rendono disponibile nei periodi in cui il generatore fotovoltaico non è nelle condizioni di fornirla. Questi impianti rappresentano la soluzione più idonea a soddisfare utenze isolate. I fondamentali componenti che costituiscono un impianto fotovoltaico ad isola o stand-alone sono i pannelli solari fotovoltaici o moduli fotovoltaici, le strutture solari , i regolatori di carica , le batterie solari o accumulatori solari e l'inverter solare ad isola o convertore statico. Progettare un impianto solare fotovoltaico ad isola significa analizzare in dettaglio i consumi per evitare di realizzare un impianto non idoneo ai consui oppure sovra dimensionato rispetto ai kW/h consumati nell'arco dell'anno. Tutti i componenti svolgono delle funzioni fondamentali per evitare di rimanere senza energia elettrica. La scelata dei pannelli solari fotovoltaici ed il sito determinano l'energia che il campo fotovoltaico riesce a produrre nell'arco dell'anno, la scelta del regolatore di carica determina il funzionamento nel caso di massima produttività dell'impianto e protegge le batterie solari o cuumulaotri solari dai cicli di carica in surplus e profonde scariche. La dimensione dell'accumulatore solare ci garantisce la riserva necessaria di energia elettrica nei periodi assenza del sole. L'inverter solare ad isola o converte l'energia massima richiesta dal carico dell'utenza. Descrizione del Conto Energia Per promuovere l'utilizzo di fonti rinnovabili per la creazione di energia, e' entrata in vigore anche in Italia la possibilità di usufruire di incentivi per la costruzione di impianti fotovoltaici (pannelli solari che producono), che verranno erogati in "conto energia", ovvero rivendendo tutta l'energia elettrica prodotta, direttamente al gestore GSE (Gestore dei servizi elettrici) ad una tariffa incentivante. "Conto Energia" stabilisce un incentivo per 20 anni, proporzionale all'energia elettrica prodotta, garantendo 45 cent, per ogni chilowattora d'elettricità che produrrai col tuo impianto fotovoltaico. In pratica, con un impianto piccolo (1kWp), si guadagnano 1.000 euro l'anno, fissi, garantiti. Più è grande l'impianto più energia si produce e di conseguenza anche il guadagno sarà maggiore. Descrizione del GSE Il GSE, Gestore dei Servizi Elettrici , è una spa interamente controllata dal Ministero dell'Economia e delle Finanze. si occupa del ritiro e del collocamento sul mercato dell'energia prodotta da impianti da fonti rinnovabili e assimilate; organizza, gestisce ed eroga gli incentivi alla produzione di elettricità da tali fonti; effettua l'emissione dei cosiddetti Certificati Verdi e si occupa della verifica dell'adempimento degli obblighi correlati da parte dei produttori e degli importatori; rilascia la qualificazione per gli impianti alimentati da fonti rinnovabili (IAFR); rilascia un certificato di garanzia per l'origine dell'energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili; è responsabile del riconoscimento ufficiale della trasformazione degli impianti di generazione elettrica in impianti di cogenerazione. Per accedere al “Conto Energia” occorre presentare una domanda e un progetto preliminare al soggetto gestore che stilerà una graduatoria e ammetterà al conto energia tutti coloro che rientreranno fino alla soglia massima di 60 MW per tutta Italia. Una volta che la richiesta viene accettata, il richiedente ha 6 mesi di tempo per avviare i lavori e 12 mesi di tempo per portarli a termine. Una volta installato l'impianto fotovoltaico, non ci si stacca dalla rete elettrica, ma inizia uno scambio di energia continuo, cedendo alla rete elettrica quella che produce e assorbendo quella che serve. Sulla bolletta poi si tirano le somme, e si paga solo quando si consuma più di quanto si produce. Se invece si produce più di quanto serve, l’eccedenza viene acquistata dal fornitore dell’elettricità. Nella pagina dei Downloads trovate tente info utili. Una volta terminato l’impianto, si trasmette al GSE una comunicazione di fine lavori e entro 60 giorni dalla ricezione della tua comunicazione il GSE ti comunicherà la tariffa incentivante che ti sarà riconosciuta. Le agevolazioni entreranno in vigore dal giorno dell'entrata in esercizio dell’impianto. L'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico viene convertita dall'inverter e immessa nella rete locale a bassa tensione. Il primo contatore, posizionato dal gestore GSE a valle dell'inverter, conteggia tutta l'energia prodotta dall'impianto, e riconosce al produttore, per venti anni, a seconda della classe di appartenenza definita in base alla potenza, delle tariffe incentivanti che variano al variare della tipologia di impianto e della potenza; in particolare vengono distinte le seguenti tipologie di impianto: Impianto integrato (es. pensiline con copertura costituita da moduli fotovoltaici) Impianto parzialmente integrato (es. impianti a tetto aderenti alla superficie della copertura) Impianto non integrato (es. impianto al suolo) A seconda del tipo di posizionamento dei moduli e di potenza dell'impinato cambiano le tariffe riconosciute dal GSE. Ed inoltre cambiano anche a seconda del periodo in cui l'impianto è andato in esercizio, ovvero "Terzo Conto Eenrgia" per l'anno 2010 e 2011, "Quarto Conto Energia" per l'anno 2012 - 2013

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