MARIO DELFINO Capitolo 1 estratto da:
INVESTIRE NEL FOTOVOLTAICO
Tecniche e Strategie Pratiche per Gestire e Affrontare l’Investimento nel Fotovoltaico 2 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Titolo “INVESTIRE NEL FOTOVOLTAICO” Autore Mario Delfino Editore Bruno Editore Sito internet www.Autostima.net
ATTENZIONE: questo ebook contiene i dati criptati al fine di un riconoscimento in caso di pirateria. Tutti i diritti sono riservati a norma di legge. Nessuna parte di questo libro può essere riprodotta con alcun mezzo senza l’autorizzazione scritta dell’Autore e dell’Editore. È espressamente vietato trasmettere ad altri il presente libro, né in formato cartaceo né elettronico, né per denaro né a titolo gratuito. Le strategie riportate in questo libro sono frutto di anni di studi e specializzazioni, quindi non è garantito il raggiungimento dei medesimi risultati di crescita personale o professionale. Il lettore si assume piena responsabilità delle proprie scelte, consapevole dei rischi connessi a qualsiasi forma di esercizio. Il libro ha esclusivamente scopo formativo e non sostituisce alcun tipo di trattamento medico o psicologico. Se sospetti o sei a conoscenza di avere dei problemi o disturbi fisici o psicologici dovrai affidarti a un appropriato trattamento medico. 3 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Sommario
Introduzione
pag. 5
Giorno 1: La tecnologia fotovoltaica
pag. 11
Giorno 2: Gli incentivi in Italia per il fotovoltaico
pag. 37
Giorno 3: Guida al dimensionamento di un impianto
pag. 73
Giorno 4: Selezione e valutazione del preventivo
pag. 102
Giorno 5: Valutare la redditività dell’investimento
pag. 125
Giorno 6: Come presentare la richiesta della tariffa
pag. 147
Giorno 7: Gli aspetti fiscali dell’investimento
pag. 178
Conclusione
pag. 199
Azione
pag. 204
I 38 segreti di Investire nel fotovoltaico
pag. 205
4 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Introduzione
Ottobre 2007: le bollette di energia elettrica aumentano di oltre il 2%. Aprile 2008: le bollette di energia elettrica hanno un nuovo rincaro. Un terzo aumento del 4,3% è partito dal 1° luglio. E sarà sempre così. Non c’è speranza che non sia così. Perché? È molto semplice. L’Italia acquista circa l’85% del proprio fabbisogno di energia elettrica dall’estero. Non ha fonti primarie se non quelle naturali (sole, vento, acqua, calore sottoterra). Non ha centrali nucleari. La fonte principale di produzione di energia elettrica è il petrolio, che l’Italia acquista dall’estero. Aumentando il prezzo del petrolio (e continuerà ad aumentare, sia per problemi legati alla sua disponibilità fisica, sia per la sempre maggiore richiesta delle due nuove superpotenze: Cina e India), l’Italia si troverà sempre più esposta nei confronti del problema dell’approvvigionamento energetico. Significa, cioè, che la vulnerabilità
dell’Italia
rispetto
all’approvvigionamento
5 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
energetico non è un problema legato a un determinato governo, a una certa linea politica, a una particolare strategia economica. No. L’aumento dei costi dell’energia è un processo che rientra in una tendenza che durerà anni. L’energia elettrica costerà sempre di più. Allora, cosa possiamo fare? Non abbiamo molte alternative. O vagheggiamo il ritorno a un’età primitiva nella quale poter fare a meno dell’energia elettrica, ma penso e immagino che sarai d’accordo con me che si tratta di un’ipotesi da scartare immediatamente, o si tentano altre soluzioni. E allora? Non resta che una seconda strada. Cioè? Produrre l’energia elettrica. Sì, hai capito bene. Ognuno di noi comincia a produrre l’energia elettrica della quale ha bisogno. In questo modo non dovremo più pagare, ogni bimestre, la bolletta di energia elettrica. In questo modo risparmieremo. Ma non solo. Potremo anche guadagnare. Sì. Guadagnare. Oggi in Italia c’è la possibilità di non pagare più le bollette (o, quantomeno, di ridurre drasticamente il loro importo) e, 6 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
addirittura, di guadagnare. Come? Producendo, per l’appunto, in piena autonomia l’energia elettrica che ci occorre. E come? Grazie agli impianti fotovoltaici. Altri paesi europei, più lungimiranti dell’Italia, pur senza disporre del nostro sole meraviglioso, lo hanno già capito da anni. Te ne indico due tra tutti: Germania e Spagna. E adesso l’Italia e il sole italiano sono la terra di conquista delle aziende tedesche e spagnole. In questo ebook ti svelerò passo passo come fare a scegliere, tra le tante possibili offerte, la più adatta alle tue esigenze in relazione all’acquisto di un impianto fotovoltaico. Ti svelerò perché oggi, in Italia, è così conveniente produrre energia elettrica da fonte fotovoltaica. Ed è talmente conveniente che, ripeto, aziende operanti nel settore delle fonti rinnovabili provenienti da tutto il mondo si precipitano a investire in Italia. Come faccio a saperlo? Semplice, è il mio lavoro. E tutto quello che ho imparato, prima partecipando a corsi di formazione, poi grazie all’esperienza diretta, lo voglio ora condividere con te. Attenzione, però, il presente ebook non è dedicato alle attività di progettazione, di costruzione o di 7 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
installazione di un impianto fotovoltaico. Questo piuttosto è un manuale che contiene una serie di strategie mirate ad affrontare e gestire nel migliore dei modi possibili l’investimento nel fotovoltaico. Ai fini della sua lettura non occorrono conoscenze particolari: non è necessario essere laureati in fisica o in ingegneria o in materie economiche. Occorre comprendere, però, come funziona la tecnologia fotovoltaica e cosa prevede in proposito la legge italiana. L’investimento nel fotovoltaico comporta lo svolgimento di una serie di attività differenti tra loro, che è necessario organizzare e controllare. In questo ebook passeremo in rassegna le tecniche e le strategie per gestire al meglio l’investimento nel fotovoltaico; sono le stesse che metto in pratica, con successo, ogni giorno. Il mio lavoro consiste nel fornire assistenza a chi è interessato seriamente a investire nel fotovoltaico. Ma non basta leggere questo ebook per diventare autonomi nella gestione di un investimento nel fotovoltaico. Purtroppo le cose non sono così semplici. Alla lettura del presente ebook deve seguire l’azione. Perché l’azione si riveli utile e fruttuosa, 8 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
occorrono impegno e determinazione. E perché l’impegno e la determinazione
nel
voler
realizzare
l’investimento
nel
fotovoltaico non risultino vani è necessario acquisire le giuste strategie. Le stesse strategie che ti svelerò nel presente manuale. Analizzeremo gradualmente tutti gli aspetti connessi all’acquisto e alla gestione di un impianto fotovoltaico, partendo dalla descrizione dei singoli componenti dell’impianto e arrivando a illustrare la disciplina fiscale attualmente vigente in Italia. Desidero, a questo proposito, sottolineare la presenza di quest’ultimo argomento all’interno dell’ebook. Esistono, come potrai ben immaginare, diversi manuali, teorici e pratici, che trattano della tecnologia fotovoltaica. Ma sono manuali pensati per un lettore che abbia interesse ad acquisire soltanto conoscenze tecniche. Non sono indirizzati a chi, invece, vuole valutare seriamente la redditività di un investimento nel fotovoltaico. Dedicare un intero capitolo agli aspetti fiscali dell’investimento nel fotovoltaico, oppure alla gestione della richiesta degli incentivi del Nuovo Conto Energia, come invece ho fatto io, 9 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
presuppone la volontà di trasmettere le giuste strategie per consentire
una
valutazione
accurata
della
redditività
dell’investimento nel fotovoltaico. Io non sono un ingegnere o un architetto. Il mio compito, piuttosto, è di coordinare e di organizzare le attività che devono essere svolte per investire nel fotovoltaico, e soprattutto di assistere il cliente nella valutazione della redditività del suo progetto. Desidero, infine, ringraziarti per aver acquistato questo manuale. Se lo hai fatto vuol dire che il tuo obiettivo è investire in questo settore energetico. Vediamo insieme, allora, le opportunità che puoi cogliere acquistando un impianto fotovoltaico.
10 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
GIORNO 1: La tecnologia fotovoltaica
Non è mia intenzione annoiarti con una serie di nozioni tecniche sulla fisica e sull’elettronica. Voglio semplicemente che tu comprenda il meccanismo di funzionamento degli impianti fotovoltaici. Perché? Perché così sarai in grado di gestire aspetti quali l’esame dei preventivi e la valutazione delle analisi tecnicoeconomiche che ti saranno presentate. Per comprendere come funziona un impianto fotovoltaico è importante capire innanzitutto come è fatto e quali sono i suoi componenti. Ho intenzione, cioè, di fornirti tutti gli strumenti per poter parlare tranquillamente con un professionista del settore senza avere paura di non capire cosa sta dicendo e per capire, invece, cosa non sta dicendo. Attenzione, però, il mio obiettivo non è di consentirti di provvedere alla progettazione dell’impianto fotovoltaico (né saprei come fare, del resto). Le attività di tipo tecnico 11 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
(progettazione, installazione, messa in esercizio, collaudo ecc.) delle quali ti parlerò non sono particolarmente complicate, è vero, ma per la loro esecuzione richiedono un’elevata competenza tecnica, la competenza di un professionista del settore. Il mio obiettivo, ripeto, è invece fornirti tutti gli strumenti perché tu possa valutare adeguatamente la convenienza dell’investimento nel fotovoltaico. Scopriamo quindi insieme i segreti degli impianti fotovoltaici. A questo proposito ti anticipo che farò esplicitamente riferimento alle definizioni più frequentemente adottate dai professionisti del settore ogni volta che affronterò un argomento di carattere tecnico. Guida agli impianti fotovoltaici: cosa sono e come funzionano Partiamo
subito
dalla
definizione
classica.
Gli
impianti
fotovoltaici sono impianti elettrici che producono energia elettrica grazie allo sfruttamento del cosiddetto effetto fotovoltaico, cioè la conversione dell’energia solare in energia elettrica. Tale processo è possibile grazie alle proprietà fisiche di alcuni elementi 12 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
semiconduttori, il principale dei quali è il silicio. Significa, in altre parole, che quando i raggi del sole incidono su un modulo fotovoltaico, l’energia solare viene istantaneamente e direttamente convertita in energia elettrica. Per semplicità ti parlo dei moduli fotovoltaici attualmente in commercio, che utilizzano soprattutto il silicio come materiale semiconduttore. Il silicio non è l’unico semiconduttore utilizzabile e utilizzato. Ma,
ripeto,
attualmente
le
applicazioni
più
diffuse
commercialmente impiegano il silicio. Ecco perché farò riferimento principalmente a queste applicazioni. Nell’immagine che riporto puoi vedere lo schema semplificato di un impianto fotovoltaico e dei suoi componenti relativi. M1 e M2 sono due contatori: il primo è un contatore bidirezionale, cioè misura l’energia scambiata (immessa o prelevata dalla rete elettrica), mentre il secondo misura l’energia totale prodotta dall’impianto fotovoltaico. Esaminiamo, adesso, quali sono i componenti dell’impianto.
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Fonte: GSE Quali sono i componenti di un impianto fotovoltaico Un impianto fotovoltaico è costituito, sostanzialmente, da pochi componenti principali:
i pannelli fotovoltaici, che determinano la potenza dell’impianto e che generano l’energia elettrica mediante conversione dell’energia solare;
un inverter, che trasforma la corrente continua prodotta dai pannelli in corrente alternata, utilizzabile, quindi, da una comune utenza domestica;
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i contatori di energia, che misurano la quantità di energia elettrica prodotta dall’impianto e dell’energia scambiata (immessa o prelevata in rete).
Tutto qui. Vi sono, ovviamente, anche altri componenti meno importanti, ma pur sempre necessari al funzionamento di un impianto fotovoltaico. Li vedremo tra poco. L’elemento fondamentale dell’impianto fotovoltaico è la cella fotovoltaica. Riprendo una delle definizioni più frequentemente adottate, per ricordarti che la cella è costituita da silicio opportunamente trattato mediante operazione di “drogaggio”. Lo scopo è di realizzare delle correnti elettriche stabili all’interno della cella stessa. La versione più diffusa di cella fotovoltaica, quella in materiale cristallino, è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il silicio, di colore nero o blu e di dimensioni variabili. Piccoli esemplari di celle fotovoltaiche in materiale amorfo possono alimentare autonomamente dispositivi elettronici di consumo, quali calcolatrici e orologi. Ma ciò che a noi interessa maggiormente è la funzionalità della cella fotovoltaica, cioè il suo rendimento, dato dal rapporto tra la 15 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
potenza massima ottenibile dalla cella e la potenza totale della radiazione solare incidente sulla sua superficie frontale. L’efficienza di trasformazione dell’energia è variabile e può raggiungere valori fino al 15%-16%. Significa cioè che, con un’insolazione di 1.000 W, una cella fotovoltaica può produrre circa 150 W di energia elettrica. Alla fine di questo capitolo, ho inserito un breve elenco di definizioni tecniche. Anche per introdurre il concetto di modulo fotovoltaico faccio esplicitamente riferimento a una delle definizioni più ricorrenti nel settore. Celle fotovoltaiche collegate elettricamente in serie o in parallelo costituiscono i componenti di un modulo fotovoltaico. Completano l’equipaggiamento di un modulo la presenza di un vetro, sul lato frontale, con funzione protettiva delle celle e di una lastra di materiali isolanti e plastici, sul lato posteriore. Sempre sul lato posteriore viene predisposto il collegamento alla scatola di giunzione per i collegamenti elettrici. I moduli sono classificati in base alla potenza massima erogabile (ad esempio vi possono essere moduli da 180 Wp, oppure da 200 Wp o, ancora, da 220 Wp). A questo proposito ti svelo il primo segreto. 16 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
SEGRETO n.1: la Potenza Nominale di un impianto fotovoltaico è data dalla somma delle Potenze Nominali dei singoli moduli che lo compongono. A loro volta l’insieme di più moduli, collegati in serie o in parallelo in una struttura rigida, costituisce il pannello fotovoltaico. Ricapitolando, i componenti principali di un impianto fotovoltaico sono i moduli che costituiscono i pannelli e l’inverter. Poi ci sono i componenti accessori: la struttura di montaggio, quando presente, sulla quale si installano le file di pannelli; i cavi solari; i cavi elettrici e tutto il materiale occorrente per collegare un normale impianto elettrico alla rete elettrica. La struttura di un impianto fotovoltaico è quindi molto semplice. Ora passeremo in rassegna in maniera più approfondita i singoli componenti, cominciando proprio dai moduli fotovoltaici. Guida alle differenti tipologie di moduli fotovoltaici Concentriamoci sulle tipologie di moduli fotovoltaici attualmente più diffuse sul mercato. Sono sostanzialmente tre e utilizzano, l’ho già anticipato, il silicio come materiale semiconduttore. 17 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Anche in questo paragrafo, come in quelli successivi, impiegherò definizioni largamente adottate dai professionisti del settore. La prima tipologia impiega il silicio monocristallino. Ogni cella è realizzata a partire da un cristallo di silicio di struttura omogenea (ecco perché si parla di silicio monocristallino). Queste celle posseggono il maggior grado di purezza del materiale e, conseguentemente, forniscono le prestazioni migliori in termini di efficienza. I rendimenti energetici sono dell’ordine del 15-16%.
Fonte: Wikipedia La seconda tipologia utilizza, invece, il silicio policristallino. La cella è costituita da silicio strutturalmente non omogeneo, disposto in grani localmente ordinati (struttura policristallina). In questo caso, il grado di purezza del materiale impiegato è 18 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
inferiore rispetto alla precedente tipologia e di conseguenza il rendimento fornito è minore (11-14%).
Fonte: Wikipedia La terza tipologia impiega il silicio amorfo, cioè gli atomi di silicio sono deposti chimicamente sulla superficie di sostegno in forma amorfa, secondo una struttura disorganizzata. In realtà, quindi, non abbiamo delle vere e proprie celle, ma semplicemente la deposizione di uno strato sottilissimo di silicio cristallino su superfici di altro materiale (vetri o materiali plastici). In quest’ultimo caso il rendimento energetico è piuttosto basso, circa il 5-7%, ma a parità di costi, il silicio amorfo consente una produzione di energia simile a quella assicurata dalle celle in silicio cristallino. 19 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Fonte: Unisolar Delle tre soluzioni che abbiamo visto soltanto l’ultima, quella relativa al silicio amorfo, permette la flessione del modulo perché non vi è la struttura cristallina del materiale a impedirne il movimento relativo. Adesso ti confido un altro segreto: come riconoscere un modulo di silicio monocristallino da uno di silicio policristallino. Puoi fare riferimento alle foto che ho riportato prima. SEGRETO n. 2: la cella monocristallina ha gli angoli tagliati, mentre la cella policristallina ha gli angoli regolari, di 90°. 20 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Mi interessa ora darti delle indicazioni circa le altre proprietà dei moduli fotovoltaici. Quanto spazio occupano, ad esempio? Le dimensioni variano da circa 0,5 m² a 1,5 m². Si può arrivare anche a dimensioni di 2,5 m² nei modelli realizzati per grandi impianti. Non conviene, comunque, costruire moduli di grandi dimensioni, perché si corre il rischio di avere grosse perdite di prestazioni derivanti dal malfunzionamento di una sua singola cella. Attenzione, a tal proposito, ti confido il terzo segreto. SEGRETO n. 3: il rendimento di un modulo fotovoltaico è inferiore o uguale al rendimento della sua peggior cella. Ecco perché non conviene costruire moduli molto grandi. Una sola cella che funziona male condiziona negativamente il rendimento di tutte le altre e più è grande il modulo, maggiore sarà il numero delle celle presenti. Ma qual è la durata media di un modulo fotovoltaico? I moduli fotovoltaici odierni hanno una vita utile stimata di trent’anni circa, anche se le loro prestazioni subiscono un calo fisiologico nel corso degli anni, come vedremo più avanti nell’ebook.
21 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Come funzionano gli inverter L’energia elettrica prodotta dai moduli fotovoltaici, a qualunque tipologia essi appartengano (silicio mono o policristallino o anche amorfo) è in corrente continua, cioè non è immediatamente utilizzabile per usi civili o industriali. Occorre prima trasformarla in corrente alternata che possa essere immessa nella rete elettrica alla tensione e alla frequenza di funzionamento della nostra rete. Abbiamo, quindi, bisogno di un inverter.
Inverter SMA SMC 7000 HV ESS Ma l’inverter non ha solo il compito di trasformare la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata. L’inverter deve
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anche ottimizzare le prestazioni dei pannelli fotovoltaici. Deve aumentarne il rendimento. Ti faccio un piccolo esempio. Come potrai facilmente immaginare, i moduli fotovoltaici non producono energia elettrica in maniera costante. La loro capacità produttiva dipende, infatti, dalle condizioni meteorologiche e dai relativi rapidi cambiamenti. Voglio dire cioè che, purtroppo, non tutte le giornate si presentano con il cielo limpido e con temperature non particolarmente elevate. Molto più spesso, invece, abbiamo giornate caratterizzate da una continua alternanza di sole e di nuvole. Nel giro di pochi secondi si passa dalle nuvole al sole. E viceversa. In questo caso, i moduli fotovoltaici, nel breve volgere di qualche attimo, subiscono brusche variazioni della quantità di energia solare incidente sulla loro superficie. È proprio in queste situazioni che deve intervenire l’inverter, assorbendo gli sbalzi di quantità di energia solare disponibile. Ricavando, cioè, la massima potenza possibile in qualsiasi condizione meteorologica. Questa funzione, presente ormai in tutti gli inverter fotovoltaici, si chiama MPPT (Maximum Power 23 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Point Tracker). L’inverter resta, cioè, attaccato al punto di massima potenza possibile erogata dai moduli fotovoltaici, qualunque siano le condizioni meteorologiche presenti. La precisione con la quale l’inverter svolge tale funzione è fondamentale, così come il tempo che impiega nel svolgere tale compito. Ti faccio ancora un esempio. Immaginiamo una giornata caratterizzata da continui passaggi di nuvole: la quantità di energia solare che incide sui moduli fotovoltaici varierà continuamente. Solo gli inverter che hanno un tempo di assestamento estremamente basso riusciranno ad assorbire queste variazioni. Se il passaggio tra cielo nuvoloso e cielo soleggiato avviene nel giro di non più di 4-5 secondi e il tempo di lavoro dell’inverter è dell’ordine di circa 10 secondi, la gran parte della radiazione solare viene persa. Tieni presente che la radiazione solare può subire sbalzi da 100 W/m2 a 1.000 W/m2 anche in meno di due secondi. A questo punto forse è opportuno fermarci un attimo, che dici? Probabilmente, le informazioni che ti sto fornendo sono troppo tecniche. Ti chiedo scusa per questo, ma è importante che 24 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
tu acquisisca tutti gli strumenti per poter valutare nei prossimi Giorni
preventivi
e
analisi
tecnico-economiche
relative
all’impianto fotovoltaico che avrai deciso di installare sul tetto di casa tua. In particolare mi preme sottolineare il compito che viene svolto dall’inverter e così ti svelo il quarto segreto di oggi. SEGRETO n. 4: l’inverter può essere considerato come l’imprenditore dei moduli fotovoltaici. Cosa voglio dire? Voglio che sia chiaro il ruolo dell’inverter all’interno di un impianto fotovoltaico. Esattamente come un imprenditore che deve essere capace di ottenere il meglio dai propri collaboratori, così l’inverter deve essere in grado di ottimizzare il lavoro dei moduli fotovoltaici. Per assolvere a questo compito l’inverter, oltre a estrarre la massima potenza possibile dai moduli, deve sincronizzarsi alla stessa frequenza di lavoro della rete elettrica. Non solo. Ogni vero imprenditore oltre a stimolare i propri collaboratori li deve anche tutelare. I collaboratori devono sapere che nei momenti di difficoltà aziendali o personali l’imprenditore è sempre lì, accanto a loro. E analogamente l’inverter deve tutelare i moduli fotovoltaici. Ma da 25 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
cosa? Da eventuali black-out o sbalzi della corrente elettrica della rete. L’impianto fotovoltaico deve, cioè, essere immediatamente scollegato dalla rete, in modo da evitare che la rete sia mantenuta in tensione dall’impianto stesso. Per riassumere, un buon inverter deve essere dotato di:
interfaccia di rete, per proteggere i moduli dai guasti, secondo quanto prescritto dalla norma CEI 11-20 o quanto prescritto dal gestore di rete locale (ad esempio ENEL);
protezioni contro le sovratensioni di origine atmosferica.
L’inverter deve inoltre rispettare le norme generali sulla compatibilità elettromagnetica e sulla limitazione delle emissioni in radio frequenza. Ti posso assicurare che, contrariamente a quanto si sente dire in giro, il funzionamento degli inverter non è rumoroso. Ti rivolgo questa domanda: riesci a sentire le gocce di pioggia che colpiscono il tuo tetto, quando dormi la notte? Se la risposta è no, come immagino che sia, beh, allora, non sarà certo il tuo inverter a disturbarti, mentre ti sta facendo guadagnare un bel po’ di soldi. 26 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
E per guadagnare ancora più soldi possiamo valutare l’ipotesi di dotare il nostro impianto fotovoltaico di un inseguitore solare. Cosa sono gli inseguitori solari e a cosa servono L’inseguitore solare è un dispositivo meccanico che orienta, modificandola
continuamente,
la
superficie
del
pannello
fotovoltaico rispetto ai raggi del sole. Una specie di girasole meccanico, insomma, che segue il sole nel suo percorso durante l’arco della giornata per assorbire la massima quantità di energia solare possibile. Anche l’inseguitore quindi ha il compito di ottimizzare le prestazioni dei pannelli fotovoltaici. L’inseguitore, molto semplicemente, costituisce la base di appoggio sulla quale si installano i pannelli fotovoltaici.
Fonte: Bayer&Raach 27 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Generalmente gli inseguitori sono classificati in base al numero di gradi di libertà: a uno o a due gradi di libertà. Gli inseguitori a un grado di libertà ruotano intorno a un determinato asse. Possono ruotare, ad esempio, intorno all’asse Oriente-Occidente. Sono gli inseguitori più semplici da realizzare. Ruotano due volte all’anno (anche manualmente) in direzione dell’orizzonte. L’aumento di produzione di energia elettrica in questo caso non supera il 10%. Vi sono poi gli inseguitori che ruotano intorno all’asse Nord-Sud. Questi inseguitori seguono il movimento del sole nell’arco del giorno e non dell’anno. La loro rotazione non dipende dall’altezza del sole rispetto all’orizzonte, piuttosto dalla sua posizione nel cielo. Tali inseguitori sono particolarmente indicati per paesi a bassa latitudine come l’Italia. Poiché sono soggetti a movimenti di rotazione con frequenza giornaliera (in genere alba, tramonto e ore centrali della giornata), questi inseguitori sono dotati di meccanismi di funzionamento automatici. Infine vi sono gli inseguitori che ruotano intorno all’asse zenithnadir. Anche in questo caso il meccanismo di rotazione è automatico. L’aumento di produzione di energia elettrica è di 28 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
circa il 25%. Gli inseguitori a due gradi di libertà utilizzano invece contemporaneamente due assi di rotazione. Spesso si tratta di inseguitori montati uno sull’altro. L’aumento di produzione di energia elettrica può arrivare fino circa al 40%. Le maggiori possibilità di utilizzo degli inseguitori sono in occasione della realizzazione dei cosiddetti campi fotovoltaici, cioè i grandi impianti installati a terra, dove occorre cercare di sfruttare quanto più possibile la superficie del terreno a disposizione in modo da produrre quanta più energia possibile. Già, ma quanta energia può produrre un impianto fotovoltaico? I segreti per capire quanto può produrre un impianto fotovoltaico Le prestazioni di un impianto fotovoltaico innanzitutto dipendono dalle condizioni di insolazione del sito sul quale esso viene installato. È quindi indispensabile conoscere i valori dei parametri fisici che descrivono il percorso compiuto dal sole, sia nel corso della singola giornata che nell’arco dell’anno.
29 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
La conoscenza di tali parametri consente di calcolare la potenza di energia solare incidente su una superficie inclinata con un dato angolo, un dato orientamento e in una data località. Attenzione, non sto dicendo che devi imparare questi parametri perché dovrai provvedere direttamente tu al dimensionamento e alla progettazione dell’impianto fotovoltaico. Assolutamente no. Mi interessa piuttosto che tu sappia quali sono i fattori che influenzano la capacità produttiva dei moduli fotovoltaici. Che tu sappia, ad esempio, che la quantità di energia prodotta da un impianto fotovoltaico dipende principalmente da quanto è “forte” il sole. Si tratta, immagino, di una informazione facilmente comprensibile. In linea generale maggiore è il numero delle informazioni in tuo possesso e più agevolmente potrai valutare l’operato dei professionisti ai quali ti rivolgerai per la realizzazione del tuo impianto. Ti elenco allora i parametri fisici da prendere in considerazione al fine di eseguire l’attività di dimensionamento di un impianto fotovoltaico:
latitudine del sito, Φ; 30 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
azimut solare, α;
altezza solare, β;
azimut superficiale del piano, γ;
inclinazione della superficie, Ψ.
Per le relative definizioni, puoi consultare il paragrafo finale di questo capitolo. La capacità produttiva di un impianto fotovoltaico dipende anche dalla sua corretta installazione. L’impianto può essere installato sul tetto di un immobile, oppure sulla sua facciata o sul terrazzo o ancora su una superficie adiacente allo stesso immobile (parcheggio scoperto). L’impianto può costituire, inoltre, un elemento integrante dell’arredo urbano (lampioni stradali; percorsi pedonali coperti; pensiline per il ricovero di biciclette ecc.). Può, infine, essere installato direttamente su un terreno. In definitiva, la quantità di energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico dipende da:
radiazione solare incidente sulla superficie di installazione dell’impianto;
orientamento e angolo di inclinazione dell’impianto; 31 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
presenza di ombreggiamento;
condizioni ambientali del sito sul quale si installa l’impianto;
prestazioni tecniche dell’impianto.
Ipotizzando delle condizioni ottimali di installazione (mi riferisco a una superficie esposta a SUD, che presenti un’inclinazione compresa tra 25° e 35° e che sia priva di ombreggiamenti), è possibile stimare la quantità di energia elettrica producibile da un impianto fotovoltaico di Potenza Nominale pari ad 1 kWp, in dipendenza della sua localizzazione geografica (Nord Italia; Centro Italia; Sud Italia).
Nord
1.100 kWh/anno
Centro
1.400 kWh/anno
Sud
1.600 kWh/anno
Per consentire una valutazione più adeguata delle capacità produttive di un impianto fotovoltaico, ti ricordo che il consumo annuo medio di energia elettrica di una famiglia italiana si aggira intorno ai 3.000-4.000 kWh. 32 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
L’analisi della tabella ci consente di conoscere il quinto segreto. SEGRETO n. 5: la capacità produttiva di un impianto fotovoltaico aumenta scendendo verso il SUD. La capacità produttiva di un impianto fotovoltaico dipende ovviamente anche dalla sua durata nel tempo. Più è lunga la vita dell’impianto, maggiore sarà l’energia che produrrà. Avrai notato che tra i fattori che influenzano la capacità produttiva di un impianto fotovoltaico ho inserito anche le condizioni ambientali. Cosa intendo per condizioni ambientali? La risposta a questa domanda mi consente di svelarti il sesto segreto di oggi. SEGRETO
n.
6:
l’aumento
della
temperatura
di
funzionamento dei moduli diminuisce la capacità produttiva dell’impianto fotovoltaico. Sì. È proprio così. Contrariamente a quanto si può immaginare le torride giornate estive non sono l’ideale per la produzione di energia elettrica da fonte fotovoltaica. Molto meglio le limpide 33 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
giornate primaverili. Per concludere, la quantità di energia elettrica prodotta da un impianto dipende, ovviamente, come ti ho già anticipato, dalle prestazioni tecniche dei moduli, dal rendimento delle celle e dall’intervallo di tolleranza della potenza rispetto al valore nominale. Approfondiremo questo aspetto il Giorno 4. Definizioni Watt di picco (Wp) = la potenza elettrica massima generata da un modulo fotovoltaico in condizioni ottimali (1.000 W/m2 di insolazione e 25 °C di temperatura ambiente). Latitudine del sito Φ = angolo formato dalla retta congiungente il sito con il centro della terra e dal piano equatoriale. Azimut solare α = angolo formato dalla proiezione sul piano orizzontale della congiungente sole-terra nel sito di riferimento con il semiasse sud. α= 0 quando le due rette coincidono; α> 0 quando il sole è verso est; α< 0 quando il sole è verso ovest.
34 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
Altezza solare β = angolo formato dalla congiungente sole-terra nel sito di riferimento con il piano orizzontale. L’altezza solare a mezzogiorno al solstizio d’estate βmax= (90°–Φ) + 23,45°; l’altezza solare al solstizio d’inverno βmin= (90°–Φ) –23,45°. Azimut superficiale del piano γ = angolo formato dalla proiezione sul piano orizzontale della normale alla superficie in oggetto con il semiasse sud. Inclinazione della superficie in oggetto Ψ = angolo formato dalla superficie in oggetto con il piano orizzontale del luogo in cui ci si trova.
35 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook
RIEPILOGO DEL GIORNO 1:
SEGRETO n. 1: la Potenza Nominale di un impianto fotovoltaico è data dalla somma delle Potenze Nominali dei singoli moduli che lo compongono.
SEGRETO n. 2: la cella monocristallina ha gli angoli tagliati, mentre la cella policristallina ha gli angoli regolari di 90°.
SEGRETO n. 3: il rendimento di un modulo fotovoltaico è inferiore o uguale al rendimento della sua peggior cella.
SEGRETO n. 4: l’inverter può essere considerato come l’imprenditore dei moduli fotovoltaici.
SEGRETO n. 5: la capacità produttiva di un impianto fotovoltaico aumenta, scendendo verso il SUD.
SEGRETO
n.
funzionamento
6:
l’aumento
dei
moduli
della
temperatura
diminuisce
la
produttiva dell’impianto fotovoltaico.
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di
capacità
MARIO DELFINO Capitolo 1 estratto da:
INVESTIRE NEL FOTOVOLTAICO
Tecniche e Strategie Pratiche per Gestire e Affrontare l’Investimento nel Fotovoltaico 37 Tutti i Diritti Riservati – Vietata qualsiasi duplicazione del presente ebook