Coperture e Impianti fotovoltaici


Stai pensando all’energia rinnovabile per la tua AZIENDA? o per la tua casa?
Oggi è estremamente conveniente: maggiore è la dimesione dell’impianto fotovoltaico, e dello spazio disponibile, e minore è il costo unitario (euro/kwp) dell’impianto. 
L’offerta che ti permette di attivare l’impianto fotovoltaico personalizzato per la tua azienda in modo facile, sicuro, veloce e conveniente. Provvederemo a tutto ciò che occorre per la realizzazione “chiavi in mano” dell’impianto, nel rispetto di tutte le normative vigenti, offrendo un pacchetto di servizi e prodotti che comprende tutto ciò che dovrà essere eseguito per la realizzazione dell’impianto, per le autorizzazioni alla costruzione e per l’attivazione degli incentivi, compresi tutti i possibili oneri richiesti.

Un impianto fotovoltaico è anche un investimento per il futuro, poiché oltre ad eliminare da subito la tua bolletta elettrica, si ripaga in media nel giro di 6-9 anni, e per i restanti, fino ad un totale di 20 anni, costituisce una fonte di reddito certa grazie al Conto Energia garantito dal GSE (Gestore dei servizi energetici). Dopo i 20 anni l’incentivo del Conto Energia decade, ma l’impianto continua a produrre energia, e quindi ad azzerare la tua bolletta elettrica, per altre decine di anni.

Storia e Caratteristiche tecniche degli impianti.

Celle solari di un impianto fotovoltaico

La potenza nominale di un impianto fotovoltaico si misura con la somma dei valori di potenza nominale di ciascun modulo fotovoltaico di cui è composto il suo campo, e l'unità di misura è il chilowatt (simbolo: kW).

La superficie occupata da un impianto fotovoltaico è in genere poco maggiore rispetto a quella occupata dai soli moduli fotovoltaici, che richiedono, per la tecnologia policristallino e monocristallino, circa 8 m² / kW (se esposti a Sud) ai quali vanno aggiunte eventuali superfici occupate dai coni d'ombra prodotte da ostacoli tipo (camini antenne TV ecc.),se montati in modo complanare alle superficie, invece se montati in modo non complanare si deve tenere conto dell'ombra che gli stessi pannelli producono e quindi la superficie impiegata è di circa 20 m²/kW. Da osservare che ogni tipologia di cella ha un tipico ingombro superficiale, con le tecnologie a silicio amorfo oltre i 20 m²/ kW e 9 m² / kW per la tecnologia CIS. Negli impianti su terreno o tetto piano, è prassi comune distribuire geometricamente il campo su più file, opportunamente sollevate singolarmente verso il sole, in modo da massimizzare l'irraggiamento captato dai moduli. Queste file vengono stabilite per esigenze geometriche del sito di installazione e possono o meno corrispondere alle stringhe.

In entrambe le configurazioni di impianto, ad isola o connesso, l'unico componente disposto in esterni è il campo fotovoltaico, mentre regolatore, inverter e batteria sono tipicamente disposti in locali tecnici predisposti (es. shelter).

L'energia prodotta è tanto maggiore quanto più l'impianto gode di un'esposizione favorevole all'irraggiamento solare, che è funzione dell'eliofania e massima con determinati angoli di inclinazione rispetto ad un piano orizzontale al suolo e per esposizioni il più possibile verso sud.

Per massimizzare la captazione dell'irraggiamento solare si progettano e si realizzano sempre più moduli fotovoltaici ad inseguimento solare che adattano cioè l'inclinazione del pannello ricevente all'inclinazione dei raggi solari durante il giorno e la stagione.

Potenze e Conto Energia

La prassi vuole che gli impianti fotovoltaici vengano suddivisi per dimensione in 3 grandi famiglie, con un occhio di riguardo soprattutto a quelli connessi alla rete:

  • Piccoli impianti: con potenza nominale inferiore a 20 kW;
  • Medi impianti: con potenza nominale compresa tra 20 kW e 50 kW;
  • Grandi impianti: con potenza nominale maggiore di 50 kW.

Questa classificazione è stata in parte dettata dalla stessa normativa italiana del Conto energia, tuttavia il 2° Conto Energia (febbraio 2007) definisce tre nuove tariffe incentivanti: da 1 a 3 kW, da 3 a 20 kW e oltre i 20 kW.

Radiazione Solare Italia

Con l'entrata in vigore del 4° Conto Energia (maggio 2011) vi è stato un'ennesima modifica alla normativa: la tariffa corrispondente per il 2012 è divisa per fasce di potenza, impianti su edifici od altri impianti e per semestre, es. nel 2° semestre per impianti su edificio fino a 3 kW avremo una tariffa pari a 0,252 /kWh di energia generato. Le nuove fasce per gli impianti su edificio sono: da 1 a 3 kW, da 3 a 20 kW, da 20 a 200 kW (limite Scambio Sul Posto), da 200 kW a 1MW (limite piccoli), da 1 a 5MW e oltre i 5MW.

L'Stmg e il Testo Unico della Produzione Elettrica definisco i criteri di allacciamento per impianti fotovoltaici superiori a 1 kWp fino ad impianti di grandi dimensioni.

Dimensionamento

Nell'ambito della progettazione, il dimensionamento dell'impianto si fa usualmente tenendo in conto della potenza desiderata o necessaria a coprire un certo fabbisogno nonché delle condizioni di insolazione del posto di installazione strettamente dipendenti dall'eliofania del posto a sua volta dipendente principalmente dalla latitudine, dall'esposizione, inclinazione e superficie disponibile del tetto (per impianti domestici), dalle condizioni medie di nuvolosità, dalle perdite (efficienza) dell'inverter: da tutti questi fattori si risale alla misura della superficie di panelli fotovoltaici necessaria a soddisfare le specifiche di impianto in termini di potenza richiesta.

In altre circostanze il dimensionamento può non essere necessario qualora si voglia sfruttare comunque l'intera superficie a disposizione per produrre il massimo di energia elettrica possibile. In tutti i casi risulta necessaria una valutazione o studio di fattibilità economica che valuti la realizzabilità tecnica e la convenienza economica ovvero costi e ritorni dell'investimento in base all'energia elettrica annuale stimata prodotta e ai tempi inevitabili di dismissione dell'impianto (lifetime).

Il problema del costo/efficienza

Il principale ostacolo all'installazione di questo tipo di impianti è stato, per lungo tempo, l'alto costo degli impianti stessi, a causa anche della bassa efficienza, e di conseguenza dell'energia prodotta. Tali limiti sono stati largamente compensati negli ultimi anni dalla produzione in più larga scala, conseguenza diretta dell'incentivazione offerta alla produzione di energia solare che ha portato ad un sostanziale abbattimento dei costi.

La ricerca sul silicio amorfo ha dato risultati inferiori alle aspettative, mentre risultati migliori sono stati ottenuti, in via sperimentale su diversi altri materiali (diseleniuro di indio e rame CiS, tellururo di cadmio, ecc.) che però pongono problemi sulla loro disponibilità in termini di materie prime su larga scala.[senza fonte] Secondo altri studi (effettuati nel 2004)[senza fonte], per coprire il consumo energetico elettrico italiano sarebbero necessari 1861 km²[1] pari allo 0,62% del territorio italiano (supponendo un fattore di capacità del 17,1% e 8 per kWp).

Molte speranze si possono ragionevolmente riporre nel fotovoltaico, se integrato con gli altri sistemi di energia rinnovabile, (energia eolica, energia delle maree e energia da biomassa) nella sostituzione graduale delle energie a fonti fossili, in via di esaurimento. Segnali di questo tipo provengono da diverse esperienze europee. In Germania in particolare, leader mondiale del settore[2], sono state avviate molte centrali elettriche fotovoltaiche utilizzando zone dismesse o tetti di grandi complessi industriali. Più discussa è viceversa l'installazione su aree agricole e collinari, in Italia è comunque vietata dal 2012 l'installazione di impianti fotovoltaici sulle aree agricole.

Il problema dell'intermittenza

Problema o limite intrinseco degli impianti fotovoltaici (e in genere anche delle altre tecnologie energetiche solari ed eoliche), è la sua aleatorietà e non programmabilità di produzione energetica, dovuta alla variabilità dell'irradiazione solare sia per la sua totale assenza notturna, sia in presenza di cielo nuvoloso, sia per le variazioni stagionali tra estate e inverno. Tali problematiche ne declassano in parte l'efficacia come fonte di approvvigionamento energetico ed allo stesso tempo rendono necessaria l'integrazione di tali impianti con altre forme di produzione o di accumulo energetico. Nonostante il consumo complessivo di energia elettrica registri dei minimi proprio di notte, compensando in parte il problema, anche nei momenti di minimo la domanda energetica rimane consistente (circa il 50% del massimo).

A queste problematiche, si aggiunge la necessità di una rete elettrica "intelligente" (smart grid) che supporti la generazione distribuita in grado cioè di smaltire i flussi di energia intermittenti agli estremi della rete di distribuzione che genererebbero sovraccarichi o improvvisi cali di tensioni con ripercussioni sulla produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia stessa.

Il problema dei materiali

Una delle questioni che riguardano un possibile utilizzo su vasta scala dell'energia fotovoltaica è relativa alla produzione di grandi quantità di moduli fotovoltaici, che comporterebbe la necessità di reperire materiali rari e il dover lavorare, in fase di fabbricazione, anche grossi quantitativi di sostanze tossiche[3]. Ad esempio, se si volesse produrre tutta l'energia elettrica di cui l'Italia necessita, per quanto riguarda le principali sostanze tossiche necessarie alla produzione di silicio di grado solare, si dovrebbe utilizzare l'enorme quantità di 10,4 Tg di acido cloridrico e circa 186 Gg di tetraclorosilano, mentre per quanto riguarda l'utilizzo di alcuni materiali rari, come ad esempio l'argento, si avrebbe bisogno di circa 18,6 Gg di pasta d'argento e circa 130 Gg di pasta Ag/Al (5,59 kg/m² di HCl, 0,10 kg/m² di SiCl4, 0,01 kg/m² di pasta d'argento, 0,07 kg/m² di pasta Ag/Al)[4]; non vengono considerati in tale calcolo i materiali necessari alla costruzione degli inverter, all'adeguamento della rete elettrica (smart grid) a causa della produzione non programmabile e alla costruzione delle infrastrutture necessarie per lo stoccaggio dell'energia elettrica in eccesso non immediatamente consumata (come ad esempio bacini idroelettrici di accumulo).

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