Oggi molte persone sono interessate agli impianti fotovoltaici e si chiedono come poter avere la propria produzione di elettricità in casa utilizzando i pannelli solari. Come funziona un impianto fotovoltaico? a che prezzo? Qual è il ciclo di vita dell'apparecchiatura? È possibile avere un impianto fotovoltaico in casa? Posso avere un impianto fotovoltaico isolato nella mia azienda perché non ha una rete di distribuzione elettrica? Posso vendere il mio surplus di energia prodotta e come posso farlo?
Un impianto fotovoltaico permette di produrre energia elettrica sfruttando l'irraggiamento solare. Può essere montato su tetto, giardino, pensilina o su qualsiasi spazio all' aperto purchè i raggi del sole possano colpire i moduli fotovoltaici. L'energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico varia a seconda della potenza dello stesso, dell' irraggiamento, della posizione dei moduli e anche dall' annata.
Quanto costa un sistema fotovoltaico? I prezzi sono scesi moltissimo durante gli ultimi anni, per rispondere subito a questa domanda possiamo considerare un prezzo di circa 1500-2000 per Kw di potenza installata. Dobbiamo però approfondire un po' l'argomento per rispondere precisamente alla domanda.
Indice
Come funziona un sistema fotovoltaico
La cella fotovoltaica è il componente che converte l'energia solare in elettricità. E' realizzata con due strati di silicio alterati chimicamente, tutto ciò per far sì che uno di essi sia 'mancante' e l'altro abbia un 'eccesso' di elettroni.
In poche parole, quando i fotoni della luce solare colpiscono la superficie della cella, questi elettroni acquisiscono la capacità di muoversi e questo flusso crea una corrente elettrica. Ogni cella genera una piccola quantità di energia e un pannello è generalmente composto da 36 a 72 celle fotovoltaiche. Collegando più pannelli tra loro si crea un impianto fotovoltaico.
Da otto a dieci pannelli da 300 watt sono sufficienti per alimentare le esigenze di una famiglia composta da 3-4 persone. Ovviamente tutto cio' è influenzato da alcuni fattori, come l'efficienza dei pannelli, l'insolazione, il posizionamento dei moduli. A proposito dell' efficienza sul mercato ci sono pannelli che raggiungono rendimenti anche del 21% come ad esempio i moduli Sunpower
In poche parole, l'efficienza di un pannello solare è la percentuale di energia solare che il pannello converte in energia elettrica per metro quadrato. I pannelli solari monocristallini sono più efficienti, raggiungono il 15-20%, e sono costituiti da un singolo cristallo di silicio ultra puro (lingotti di silicio cilindrici). Poiché si tratta di un processo più complesso, sono anche più costosi. Nel caso dei pannelli policristallini, invece di un cristallo, vengono utilizzati molti cristalli. La sua fabbricazione produce meno rifiuti ed è più economica. Essendo più economico, pur avendo un rendimento inferiore, è il tipo più utilizzato.
È importante notare che i pannelli solari fotovoltaici producono energia elettrica in corrente continua, per questo motivo si utilizza un apparato chiamato "inverter" che converta questa energia in corrente alternata, in modo che possa essere normalmente utilizzata negli edifici, negli elettrodomestici, nelle prese e nelle lampadine.
I sistemi fotovoltaici possono consentire la produzione di energia in luoghi remoti, dove le reti infrastrutturali non arrivano. Pensiamo ad una baita di alta montagna, oppure ad una barca o ad un camper.
In questo caso, il sistema utilizza le batterie per immagazzinare elettricità quando il sistema genera meno di quella consumata, come di notte o nelle giornate molto nuvolose. Ma è anche possibile utilizzare l'energia fotovoltaica in impianti collegati alla rete elettrica. In questo caso, la corrente in eccesso entra nella rete elettrica, e viene rivenduta a terzi dalla compagnia di energia. La compagnia riconosce dei “crediti” energetici che potranno essere spesi per acquistare l'elettricità durante la notte, quando i pannelli non producono. Per maggiori informazioni leggi sul sistema dello SCAMBIO SUL POSTO.
Costo di un impianto fotovoltaico da 1 kW
alla data della scrittura di questo articolo i pannelli fotovoltaici hanno un prezzo medio di 2000 euro per Kw di potenza installato. Un pochino di meno si spendono per un impianto da 4 Kwp, circa 7000 euro. Mano mano che si cresce con la potenza di impianto il prezzo per Kw cala. Nel prezzo finale sono inclusi non solo i moduli ma anche inverter, staffe, contatori, progettazione, installazione ed allaccio finale alla rete elettrica di casa.
Poiché si tratta di una tecnologia di generazione di energia sostenibile e inesauribile, in Italia sono disponibili le detrazioni fiscali del 50% spalmabili in 10 anni.
Costo di un impianto fotovoltaico con accumulo
negli ultimi anni si è diffusa l'idea di "stoccare" l'energia prodotta durante il giorno in un sistema di accumulo, con batteria. Sappiamo che i pannelli fotovoltaici non producono durante la notte e producono poco durante le giornate con poco sole. In questi casi dobbiamo prelevare corrente elettrica dal nostro gestore per alimentare le nostre utenze.
Con un sistema fotovoltaico ad accumulo potremmo addirittura "staccarci" dalla rete elettrica e creare un sistema fotovoltaico OFF-GRID. Con un sistema parzialmente off-grid, il concetto è quello di produrre un'area "grid" dedicata della casa, funzionante continuamente con un sistema solare e batteria, sufficiente per autosostenersi senza prelevare energia dalla rete.
Oggi esistono molti tipi di batterie , ma le più importanti sono le seguenti:
- Piombo acido: sono i più usati storicamente. A causa della sua elevata tossicità dovuta al piombo, è conveniente cercare altre alternative.
- Nichel-Cadmio: offrono buone prestazioni, ma a causa del costo elevato e della breve vita utile, di solito non sono l'opzione più adatta.
- Ioni di Litio: hanno un'elevata efficienza, un elevato numero di cicli di carica e scarica, basse esigenze di manutenzione e la facilità di riciclaggio dei rifiuti di litio.
- Stato solido: il funzionamento è molto simile ai precedenti, solo che l'elettrolita è solido invece che liquido. Questo lo rende più piccolo in termini di dimensioni e peso e più efficiente dal punto di vista energetico. Il problema attuale è il loro costo molto elevato, il che significa che non sono ancora un'opzione praticabile.
Tenendo conto di tutte le condizioni, l'opzione migliore oggi sono le batterie agli ioni di litio.
Ci sono tre concetti molto importanti quando si parla di batterie che devono essere conosciute prima di scegliere quella più adatta alla propria installazione solare:
- Capacità di carico : è la quantità di energia che un sistema di accumulo può fornire. Come accennato in precedenza, collegando tra loro più batterie si può formare un set che aumenta la capacità di carica dell'impianto fotovoltaico.
- Profondità di scarica – Percentuale della capacità totale utilizzata in un ciclo di carica o scarica.
- Vita utile : si riferisce al numero di cicli di carica e scarica che la batteria può sopportare con una capacità superiore all'80% della sua capacità nominale. Viene misurato in cicli di carica o scarica della batteria.
Le batterie ad accumulo che si usano oggi sono quelle agli ioni di litio. Tesla, Sonnen, LG e altre marche producono "pack batteria" per sistemi fotovoltaici. Una batteria ad esempio da 5 KW costa circa 3000 euro. Sono garantiti 3000 cicli di ricarica dopodichè la potenza di stoccaggio si affievolisce un pochino.
