FOTOVOLTAICO

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito essenzialmente dall’assemblaggio di più moduli fotovoltaici che sfruttano l’energia solare incidente per produrre energia elettricamediante effetto fotovoltaico, della necessaria componente elettrica (cavi) ed elettronica (inverter) ed eventualmente di sistemi meccanici-automatici ad inseguimento solare.

 

CLASSIFICAZIONE E TIPOLOGIA

Gli impianti fotovoltaici sono principalmente suddivisi in 2 grandi famiglie:

  • impianti “ad isola” (detti anche “stand-alone”): non sono connessi ad alcuna rete di distribuzione, per cui sfruttano direttamente sul posto l’energia elettrica prodotta e accumulata in un accumulatore di energia (batterie);
  • impianti “connessi in rete” (detti anche grid-connected): sono impianti connessi ad una rete elettrica di distribuzione esistente e gestita da terzi e spesso anche all’impianto elettrico privato da servire;

Un caso particolare di impianto ad isola, detto “ibrido“, resta connesso alla rete elettrica di distribuzione, ma utilizza principalmente le sue fonti, una sola, o può avere una combinazione, ad esempio, fotovoltaico, eolico, gruppo elettrogeno, anche con l’aiuto di un accumulatore. Qualora nessuna delle fonti sia disponibile o l’accumulatore sia scarico, un circuito collega l’impianto alla rete elettrica per la continuità della fornitura.

Dal punto di vista strutturale, va menzionata la posa “architettonicamente integrata” (noto anche con l’acronimo BIPV ovvero di Building Integrated PhotoVoltaics, ovvero Sistemi fotovoltaici architettonicamente integrati). L’integrazione architettonica si ottiene ponendo i moduli fotovoltaici dell’impianto all’interno del profilo stesso dell’edificio che lo accoglie. Le tecniche sono principalmente:

  • sostituzione locale del manto di copertura (es. tegole o coppi) con un rivestimento idoneo a cui si sovrappone il campo fotovoltaico, in modo che questo risulti affogato nel manto di copertura;
  • impiego di tecnologie idonee all’integrazione, come i film sottili;
  • impiego di moduli fotovoltaici strutturali, che svolgono anche la funzione di infisso, con o senza vetrocamera.

I costi per realizzare un impianto fotovoltaico integrato sono più alti rispetto a quello tradizionale, ma il risultato estetico è privilegiato dalla normativa del Conto energia, con il riconoscimento di una tariffa incentivante sensibilmente più elevata.

 

                FUNZIONAMENTO DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l’energia solare in energia elettrica. E’ composto essenzialmente da:

  •  – pannelli o moduli fotovoltaici;
  •  – gli inverter, che trasformano la corrente continua generata dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata;
  •  – I quadri elettrici e i cavi di collegamento.

 

I pannelli fotovoltaici sono costituiti da celle in materiale semiconduttore. Il materiale più utilizzato è il silicio cristallino. Gli impianti fotovoltaici vengono generalmente connessi alla rete elettrica di distribuzione (grid connected), oppure possono costituire utenze isolate (stand alone), una soluzione adottata per assicurare l’energia elettrica in zone lontane dalla rete.

Funzionamento per immissione in rete

Schema che rappresenta l’impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica in un’abitazione.

Qui si possono distinguere i diversi dispositivi che rendono funzionale l’impianto:

  • Generatore fotovoltaico: è costituito dal collegamento di moduli fotovoltaici ed è in grado di trasformare l’irraggiamento solare in corrente elettrica continua.
  • Convertitore statico DC/AC: converte la corrente elettrica continua prodotta dai moduli in corrente elettrica alternata, quella cioè, normalmente usata in ogni edificio. Il convertitore è anche in grado di allineare la corrente elettrica alla frequenza di rete normalmente 50 Hz e alla tensione di funzionamento (230V monofase, 400V trifase).
  • Quadro elettrico: è l’elemento di protezione in lato continuo ed in lato alternato dell’impianto. E’ costituito prevalentemente da scaricatori di tensione e da interruttori automatici.
  • Contatori: solitamente vengono installati due contatori. Il primo contatore, installato subito dopo l’inverter, monitora tutta la corrente prodotta dall’impianto fotovoltaico. A questo primo contatore è associato il meccanismo di finanziamento statale. Il secondo contatore sostituisce quello della rete di distribuzione: è bidirezionale, per cui è in grado di fare un bilancio tra l’energia immessa dall’impianto verso la rete elettrica e quella prelevata dalla rete elettrica verso l’utenza. A questo secondo contatore è associato il risparmio sulla bolletta elettrica.

 

In questo modo l’impianto fotovoltaico lavora in parallelo alla rete di distribuzione che, sostanzialmente, funziona da accumulatore per l’energia prodotta dall’impianto. Facciamo un esempio che chiarisce la metodologia di funzionamento denominata “scambio sul posto”:

Siamo in piena estate, il signor Gino ha un impianto fotovoltaico sulla sua abitazione e oggi sarà fuori tutto il giorno per lavoro. Tutta l’energia prodotta dall’impianto non verrà quindi utilizzata in casa. L’energia sarà quindi immessa nella rete di distribuzione e contabilizzata in uscita dal contatore di scambio sul posto. L’indomani il signor Gino sarà a casa e accenderà per tutto il giorno il condizionatore. In questo caso usufruirà gratuitamente di tutta l’energia precedentemente immessa e il contatore di scambio contabilizzerà l’energia prelevata dalla rete.

Ovviamente il conguaglio dell’energia (immessa e prelevata) va fatto su base annuale; si deve ricordare, però, che l’impianto fotovoltaico per utenza domestica deve essere sottodimensionato rispetto al fabbisogno energetico (circa il 75% dei consumi) per almeno due motivi:

  1. il costo dei primi 900 KWh incide con una percentuale più bassa sul totale (vedi figura 2) della bolletta, per cui non ha molto senso agire lì.
  2. Ogni kWh eventualmente prodotto in eccesso al proprio fabbisogno energetico domestico viene solo incentivato in conto energia e non porta vantaggio sulla bolletta.

Chiama Ora
Raggiungici