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Energia dal sole: il fotovoltaico

Nel campo delle energie rinnovabili non vi è tecnologia utilizzata tanto frequentemente quanto quella che sfrutta l’energia solare. In particolare, le nuove costruzioni vengono sempre più spesso dotate di celle fotovoltaiche o pannelli solari; ciononostante la differenza tra queste due tipologie di impianto non è nota a molti. Le celle solari sfruttano la cosiddetta tecnologia […]

By Anteprima di Stampa


Nel campo delle energie rinnovabili non vi è tecnologia utilizzata tanto frequentemente quanto quella che sfrutta l’energia solare. In particolare, le nuove costruzioni vengono sempre più spesso dotate di celle fotovoltaiche o pannelli solari; ciononostante la differenza tra queste due tipologie di impianto non è nota a molti. Le celle solari sfruttano la cosiddetta tecnologia fotovoltaica, termine con cui viene denominata la capacità di estrarre energia elettrica dal calore solare. I pannelli solari (o collettori) rientrano invece nel campo del solare termico, un settore che si occupa di estrarre dal sole energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria.

Naturalmente non è un caso che oggi i proprietari di un’abitazione sempre più spesso scelgano di installare questo genere di impianto. L’ enorme crescita nel campo dei sistemi fotovoltaici è dovuta in primo luogo al cosiddetto incentivo in conto energia. Si tratta della possibilità, stabilita per legge (dlgs 19/02/2007), di immettere e vendere alla rete elettrica pubblica l’eccesso di energia elettrica prodotta dal proprio impianto fotovoltaico. Poiché il tornaconto economico risulta piuttosto elevato, le spese per la realizzazione dei sistemi fotovoltaici possono essere ammortizzate in meno di 15 anni.

Un altro motivo per il buon andamento del settore dell’energia solare, oltre alla rendita economica, ha a che fare anche con l’aumentata consapevolezza ambientale dei consumatori. L’energia solare è un’energia pulita e rinnovabile, e nonostante l’installazione dei moduli energetici abbia ancora un costo piuttosto elevato, grazie al rapido sviluppo di questo tipo di tecnologia il costo di una cella solare fotovoltaica – a seconda del modello – è destinato a ripagarsi, tramite la vendita dell’energia prodotta, in un periodo di tempo che può variare dai 2,5 ai 5 anni. Un impianto fotovoltaico consente inoltre di ridurre le emissioni, rispetto agli impianti tradizionali, fino all’89%.

Per ottimizzare l’efficienza di un impianto fotovoltaico, è molto importante che il sistema venga posizionato con l’angolo corretto di esposizione al sole. L’ ottimale orientamento dei moduli fotovoltaici di 28 ° (inclinazione del tetto) con esposizione a sud, promette il rendimento energetico massimo possibile, vicino al 100%. Nei paesi di lingua tedesca può viene calcolata in media, per un impianto con orientamento ottimale, una resa di circa 850 kW/h di elettricità prodotta per cella fotovoltaica (Kwp – chilowatt picco: potenza erogata da un modulo o da una cella fotovoltaica se sottoposti alle condizioni standard ottimali).

Efficienza dei sistemi fotovoltaici

Le percentuali di efficienza attualmente raggiungibili con le celle fotovoltaiche solari vanno da pochi punti fino ad oltre il 40%. Poiché l’energia solare è gratuita, il rendimento più elevato di una cella gioca un ruolo solo fintantoché si riesca a ridurre il costo d’investimento del sistema fotovoltaico. In questo contesto, con rendimento si intende la percentuale di energia captata e trasformata rispetto a quella totale giunta sulla superficie del modulo; è quindi proporzionale al rapporto tra watt erogati e superficie occupata, ferme restando tutte le altre condizioni. Pertanto una possibile maggiore efficienza delle celle risulta indispensabile solo in casi particolari, ad esempio se la zona disponibile per l’impianto è limitata, se è necessario mantenere l’ampiezza delle celle il più contenuta possibile e soprattutto in quei casi in cui i costi rivestono una secondaria importanza (ad esempio, se si tratta di un satellite o di una macchina da corsa).
Le prestazioni dei moduli fotovoltaici sono suscettibili di variazioni anche sostanziali, che dipendono, tra gli altri fattori, dal rendimento dei singoli materiali di base delle varie tipologie di celle; le celle fotovoltaiche organiche ad esempio attualmente raggiungono un grado di efficienza pari al 7,7%, i moduli a pellicola sottile basati sul silicio amorfo rendono circa il 5-13%, le celle solari in silicio policristallino il 13-18%, mentre le celle in silicio monocristallino raggiungono un’efficienza pari al 14-24%. Ne consegue quindi che a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico con rendimento minore sarà molto più ampia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico con prestazioni più elevate.

Costi di investimento e tempi di ammortizzazione

Grazie agli incentivi statali (conto energia), al momento i tempi di ammortamento dell’investimento iniziale risultano essere compresi tra gli otto ed i quindici anni, a seconda dell’anno di messa in servizio. Nei paesi privi di una analoga politica di sovvenzioni, lo stesso investimento potrebbe ripagarsi solo dopo dieci-trent’anni.
A causa del considerevole aumento dell’offerta sul mercato, i prezzi per gli impianti ad energia solare sono scesi significativamente. La prestazione di 1 kWp (chilowatt-picco), di un impianto fotovoltaico installato e connesso alla rete elettrica pubblica, è stato presentato nell’aprile del 2009 dalla rivista austriaca Photon come disponibile ad un costo inferiore ai 5000€ “chiavi in mano”.
Un sistema fotovoltaico installato nel nostro Paese può offrire, allo stato attuale della tecnica, un rendimento annuo di circa 800-1.300 kWh / kWp, a seconda del tipo di cellula, dell’orientamento, della pendenza del tetto, della radiazione solare e della temperatura: ma poiché le condizioni meteorologiche non offrono ogni anno gli stessi valori di irradiazione, nei calcoli di simulazione vengono considerati i valori medi degli ultimi dieci anni per ciascuna località.

La vita di esercizio di un impianto fotovoltaico

La durata in esercizio di un tale sistema può essere teoricamente ipotizzata di 30 anni o più. Alcuni produttori oggi garantiscono il 90% delle prestazioni minime per i primi 10 anni e l’80% per i 10-15 anni successivi.

Nota: nel 2010 sono insorte gravi carenze nelle forniture da parte dei produttori a causa della prevista diminuzione degli incentivi statali.

Photovoltaik-Anlagen direkt in die Dachplatte integriert

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