I costi attuali del fotovoltaico vanno decrescendo mentre aumentano enormemente quelli di altre fonti principali tradizionali (petrolio e gas) e altre sono esaurite (idroelettrico, a parte la possibilità ancora apertissima delle minicentrali). Le nuove tecnologie come il termosolare stanno abbassando i costi di produzione enormemente e siamo vicini ad una economia di scala che abbatte i costi.

 

Il fotovoltaico in Europa

 

 - Come si ripartisce la potenza solare

 

fotovoltaica (FV) installata in Europa?

Riprendiamo i dati della tabella Eurobserver relativa alla potenza FV installata a f MWp [Megawatt di picco]     

Germania                                    

Paesi Bassi                                  

Spagna                                         

Italia                                            

Lussemburgo                               

Francia                                        

Austria                                        

Regno Unito                               

Grecia                                          

Svezia                                          

Finlandia                                     

Portogallo                                   

Danimarca                                   

Belgio                                          

Rep. Ceca                                    

Polonia                                        

Cipro                                           

Ungheria                                     

Irlanda                                         

Slovenia                                      

Slovacchia                                  

Lituania                                       

Malta                                           

Lettonia                                       

Estonia                                        

 

Totale U.E.    1004,063

Svizzera (non UE) 23,000 (fonte dati Eurobserver aprile 2005)

Tabella n.14

 

794,000

47,740

38,69

30,300

26,000

20,119

19,833  

7,803    

4,544    

4,140    

3,702    

2,275    

2,245    

1,461    

0,363    

0,234    

0,190    

0,138    

0,100    

0,088    

0,060    

0,017    

0,009

0.004

0.002

Costi e incentivi

 

  Oggi il costo medio di un Kwh (Chilowattora: unità di energia, vedi unità di misura in homepage) si aggira sui 18 centesimi di euro.

Con incentivi come la formula conto energia definito dai decreti governativi, lo stesso Kwh prodotto dall’impianto fotovoltaico sarà pagato per vent’anni dal gestore  dai 44 ai 49 centesimi di euro secondo le dimensioni dell’impianto, e l’importo sarà detratto direttamente in bolletta.

Una famiglia media dispone di norma di 1,5-3 Kwh di energia. Per pagare i circa 20 mq di pannelli e produrre i tre Kwh ci vogliono 9.000 - 18.000 euro, che possono essere finanziati a tassi agevolati da una banca. Al massimo entro dieci anni il costo è ammortizzato e da  quel momento il rimborso sarà tutto guadagno. A gestire le fonti rinnovabili in Italia è la GRTN verso cui vanno indirizzate le domande per un impianto fotovoltaico.

  Il boom del fotovoltaico – e le petizioni! - In Italia il poco che é stato fatto arriva dopo aver sollecitato con petizioni popolari (Sic ! per avere energia pulita perfettamente realizzabile da tempo bisogna fare le petizioni popolari e ottenere una miseria RISPETTO ai prelievi in bolletta fatti all’utenza da anni per attuare proprio specificatamente le fonti rinnovabili). Il ‘tetto’ posto dal governo é stato subito raggiunto e il governo ha dovuto fare altri due decreti per incrementare miseramente il quantitativo che si rivela enormemente insufficiente rispetto alla domanda, bloccando ancora una volta disponibilità e investimenti delle famiglie e delle imprese.

Usi domestici – esempio per famiglia - vedi anche soluzioni per i vari casi: famiglia, condominio, quartiere, zona, ecc.

In particolare, negli usi domestici, ogni singolo cittadino, insieme al risparmio energetico, può soddisfare il proprio fabbisogno energetico mediante l’utilizzo di fonti rinnovabili:

FOTOVOLTAICO per la produzione di energia elettrica

SOLARE TERMICO per il riscaldamento degli ambienti e la produzione di acqua calda sanitaria (a.c.s.)

BIOMASSE per il riscaldamento degli ambienti

 

Una famiglia di 3 persone a Roma orientativamente consuma annualmente:

3.000 kWh elettrici, 6.000 kWh termici per il riscaldamento degli ambienti e 3.000 kWh termici per il riscaldamento dell’a.c.s.

La stessa famiglia, utilizzando elettrodomestici a basso consumo e dispositivi per il risparmio dell’acqua, con una buona coibentazione dell’appartamento, potrebbe consumare annualmente:

1.500 kWh elettrici, 3.500 kWh termici per il riscaldamento degli ambienti e 2.000 kWh termici per il riscaldamento dell’a.c.s.

Con l’istallazione di 1 kW fotovoltaici e 4 mq di collettori solari, la stessa famiglia potrebbe coprire il 90% del fabbisogno di energia elettrica e il 50% del fabbisogno di energia termica per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua sanitari, evitando di immettere in atmosfera circa 2,5 tonnellate di Anidride Carbonica.  Affinché tale quantità di CO2 possa essere assorbita annualmente dalla vegetazione sarebbe necessario piantare per ogni famiglia circa 300 alberi.

Al CNR proprio in queste settimane (marzo 2006), in questi giorni, si è avuta notizia della creazione di una nuova cella fotovoltaica che invece di usare il silicio usa il tellurio di cadmio, il materiale che potrebbe portare un abbattimento dei costi di un fattore tre, da tre euro a un euro a watt di picco (Wp) per questo nuovo materiale.”

  La scoperta del CNR è per molti versi rivoluzionaria, perché sono proprio la complessità della produzione e l’enorme richiesta a rendere il silicio un materiale molto costoso al punto da incidere almeno per il 50% sul prezzo complessivo di ciascun pannello.

Come funziona un quartiere ‘fotovoltaico’- Esportazione del modello- Il quartiere Cristo di Alessandria era periferico e piuttosto degradato. Vi dominava l’edilizia popolare, dominava dunque quel colore grigio e anonimo di tante periferie italiane. Oggi, dominano i colori pastello, l’assetto urbano ordinato e moderno, verde e strutture sociali, illuminazione pubblica curata e servizi. Basta sollevare lo sguardo e ci si accorge che i tetti delle palazzine sono letteralmente coperti di pannelli fotovoltaici, che danno energia a tutto il villaggio. Elemento veramente forte è questa presenza di una forte applicazione, di una forte tecnologia innovativa come è quella del fotovoltaico, applicato in un quartiere popolare dove  c’è una destinazione d’uso molto varia.

     Il villaggio è stato organizzato dal 2000 al 2005 da una consulta edilizia di cui hanno fatto parte Comune, Provincia e Istituto case popolari. Per la manutenzione penserà l’Enel per dieci anni. Si producono 170 Kwatt e le tipologie delle palazzine sono le più varie. Ci sono case popolari assegnate attraverso la graduatoria, e in questo caso il fotovoltaico copre al 100% i consumi energetici condominiali. Ci sono appartamenti in affitto con un canone sociale molto basso, attorno ai 100 euro, assegnati a famiglie con redditi bassi e secondo della composizione familiare, e ci sono infine palazzine costruite da imprese private e da cooperative vendute a prezzi agevolati dove ogni alloggio ha un impianto fotovoltaico da 1,5 Kw di potenza. Un progetto quindi da esportare che dà un grosso contributo all’ambiente, e a cui molte città europee ed extraeuropee sono interessate. Questo villaggio è autosufficiente per l’alimentazione elettrica di tutte le parti pubbliche e comporta un risparmio già sulla parte di utilizzo privato per utenze di 1,5 kW di circa 300-400 euro/anno. Allo stato il comitato ha già chiesto di integrare un altro progetto di contratto, a partire con la stessa alimentazione, e utilizzare contributi regionali e nazionali. Si stanno inoltre promuovendo iniziative per l’esportazione all’estero.

<Coperture degli edifici abitativi per circa 3.000 m2 di superficie complessiva; l’energia prodotta dagli impianti FV, collegati alla rete,  circa 175.000 kWh annui, copre al 100% il consumo delle parti comuni dell’intero complesso (illuminazione spazi e percorsi, funzionamento citofoni, ascensori e centrali termiche) e sino al 70% di quello dei singoli appartamenti.   Il costo è stato di circa 1.200.000 €, con un costo medio unitario per kWp pari a 7.250 €; il finanziamento da parte del Ministero dell’Ambiente è stato del 70% del costo complessivo. (comunicato 11/5/2005). Ciascuna abitazione, autonoma al 60%, ha un doppio contatore per registrare la produzione di energia propria e quella erogata dall’ Enel. Il complesso, che occupa 72 mila  metri quadrati di cui 46  mila a uso residenziale, comprende due piazze, un’ampia zona verde pedonale, una pista di pattinaggio con tribune in legno, un laghetto con passerella e un centro sociale, che sarà  utilizzato dal Comune per incontri e manifestazioni. Gli affitti degli alloggi Atc variano da 30 a 150 euro al mese, secondo il reddito delle famiglie; quelli degli alloggi costruiti da cooperative e imprese attorno 350 euro. Una quarantina gli alloggi venduti a 1.050 euro il metro quadro (comunicato Ansa 28/10/2005)>.

Alessandria & Cina \ 1 Maggio 2005. Lo scorso 7 maggio 2005 una delegazione dell’Amministrazione provinciale di Alessandria si è recata a Nanchino e Shangai per trasferire ad alcuni  operatori e amministratori cinesi l’esperienza locale su aspetti ambientali ed energetici. (comunicato stampa)

Cosa sono i pannelli solari?

I pannelli solari utilizzano l’energia solare per trasformarla in energia utile per le attività dell’uomo. I pannelli solari si dividono in due diverse categorie di prodotti a seconda dell’utilizzo:

1.      pannelli solari fotovoltaici, finalizzati alla produzione

            di energia elettrica;

2.     pannelli solari termici, finalizzati al riscaldamento dell’acqua sanitaria e di 

           altri fluidi a seconda degli utilizzi.

Ci soffermeremo più avanti sui pannelli solari termici per comprendere meglio quali vantaggi possono apportare a chi decide di installarli sul tetto della propria casa e/o altri usi. Ai pannelli fotovoltaici dedicheremo un apposito capitolo.

Gli impianti fotovoltaici sono stati realizzati anche in Italia (vedi Tabella 13), ma il peso di questa fonte nell’ambito della produzione elettrica da fonti rinnovabili (vedi Tabella 12 p.106) si presenta ancora oggi marginale.

L’Enel è presente in questo settore, con due importanti realizzazioni: l’impianto fotovoltaico di Serre Persano in provincia di Salerno, uno dei più grandi impianti al mondo in  esercizio (3 MW).

 

Pannello fotovoltaico 

Un pannello o modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l’energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è usato per generare elettricità a partire dalla luce del sole; da non confondere con il pannello solare termico.

I pannelli contenenti celle fotovoltaiche in silicio cristallino sono in genere composti da una matrice di celle disposte tra due superfici di sostegno, di cui almeno una trasparente. Le celle fotovoltaiche così disposte vengono collegate elettricamente mediante ribbon, ovvero sottili nastri in materiale conduttore, in genere rame stagnato, in modo da costituire opportunamente collegamenti in serie e parallelo, in base alle esigenze del produttore.

 

Rendimenti

  Con rendimento si intende la percentuale di energia captata e trasformata rispetto a quella totale giunta sulla superficie del modulo, e può essere considerato un indice di correlazione tra watt erogati e superficie occupata, ferme restando tutte le altre condizioni.

Se nei pannelli ad uso aerospaziale i rendimenti raggiungono anche il 50%, valori tipicamente riscontrabili nei prodotti commerciali a base silicea si attestano intorno al:

·      16% nei moduli in eterogiunzione;

·      14% nei moduli in silicio monocristallino;

·      13% nei moduli in silicio policristallino;

·      10% nei moduli in silicio microsferico;

·      6% nei moduli con celle in silicio amorfo.

Ne consegue che ad esempio a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico amorfo sarà più che doppia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico cristallino.

Costi

  Esempio di pannello monocristallino

Caratteristiche: Pannello FV100
Pannello fotovoltaico da 100 Wp in silicio monocristallino.
Piccolo modulo fotovoltaico che produce in condizioni ottimali 100 Watt a 12V
Ideale per l’utilizzo su camper, baite o barche.
Uno di questi moduli può generare energia per tenere accese 3 lampade a basso consumo da 15 W (equivalenti a 4 lampade da 75 W cad.) per circa 6 ore al giorno, oppure un PC portatile per circa quattro ore.
Oltre al pannello normalmente sono necessarie delle batterie e un regolatore di tensione.

Prezzo unitario:
Prezzo iva esclusa: 480.00 euro

Iva: 10 %
Prezzo iva inclusa: 528.00 €

-Un pannello da 20 Wp dimensioni 524x324x35 mm, peso Kg.2,35, garanzia potenza 25 anni all’80%, in monocristallino, ha un costo di circa 250 euro.

-Un pannello monocristallino 750x524x35 peso kg.4,60 da 50 watt ha un costo di circa 370 euro.

 

 

 

 

Generalmente l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici è a differenza di potenziale costante, e i voltaggi di batteria maggiormente utilizzati sul mercato sono 24 e 12 V. La differenza di potenziale prodotta effettivamente dal modulo fotovoltaico è solitamente almeno 4 V superiore a questi valori, per permettere il caricamento di un’eventuale batteria di accumulo a questo collegata mediante un opportuno regolatore di carica.

I moduli fotovoltaici in commercio vengono testati in base alla normativa IEC 61215, per determinare le caratteristiche sia elettriche che meccaniche. Tra i test più importanti si cita quello per determinarne la potenza in condizioni di insolazione standard, espressa in watt picco (Wp).

I prodotti in commercio

  I moduli fotovoltaici in silicio cristallino più comuni hanno dimensioni variabili da 0,5 mq a 1,5 mq, con punte di 2,5 mq in esemplari per grandi impianti. Non vi è comunque particolare interesse a costruire moduli di grandi dimensioni, a causa delle grosse perdite di prestazioni che l’intero modulo subisce all’ombreggiamento (o malfunzionamento) di una sua singola cella.

La potenza più comune si aggira intorno ai 150 Wp a 24 V, raggiunti in genere impiegando 72 celle fotovoltaiche. La superficie occupata dai modelli commerciali si aggira in genere intorno ai 7,5 mq/kWp, ovvero sono necessari circa 7,5 metri quadrati di superficie per ospitare pannelli per un totale nominale di 1.000 Wp.

I costi al cliente finale variano da 4,00 a 6,00 €/Wp (a gennaio 2006), con aumenti che si attestano intorno a 10% su base annua. A fronte di un incremento della domanda mondiale del 200% da giugno 2004 a giugno 2005, i produttori di silicio hanno risposto con un incremento della produzione di “solo” il 60%.

Il rimanente squilibrio ha spinto verso l’alto le quotazioni (il silicio è un materiale quotato in borsa).

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Energia solare

ENERGIA SOLARE

 

  Con questo termine si intende l’energia raggiante proveniente dal sole sprigionata dal Sole per effetto delle reazioni termonucleari che avvengono nel suo interno. Essa si propaga nello spazio  sotto forma di onde elettromagnetiche. Arrivando sulla Terra, una parte di questa energia si trasforma e viene assorbita dai componenti terrestri come acqua, atmosfera, rocce e terreno e naturalmente dagli esseri viventi.

 

  Dal punto di vista della produzione di energia per l’uomo, l’energia solare primaria (onde elettromagnetiche) può essere utilizzata:

 

1- per riscaldare (energia termica) ad esempio attraverso i pannelli solari (es. acqua calda sanitaria - a.c.s.) e l’effetto serra (es. appunto le serre);

 

2- per la produzione di energia elettrica.

      In questo secondo caso ciò avviene:

 

    a) tramite sistemi che alimentano cicli di conversione termodinamica;

 Energia elettromagnetica à energia termica-energia chimica à energia elettrica

 

   b) attraverso la conversione fotovoltaica: trasformazione diretta di energia elettromagnetica che arriva con i raggi solari in energia elettrica mediante pannelli fotovoltaici -> vedi dettaglio nel seguito. 

   Energia elettromagnetica à energia elettrica

 

 

 

 

Tabella n.13