Le rinnovabili in casa

Scritto da il 18 febbraio 2011
Le rinnovabili in casa

Negli ultimi anni la tecnologia per la produzione di energia da fonti rinnovabili è diventata economicamente accessibile e vantaggiosa anche per applicazioni domestiche.
Attualmente i sistemi su cui si concentra maggiormente l’attenzione dei media  sono il fotovoltaico, l’eolico e il solare termico.
Tra le tre tecnologie quella che ha avuto il maggiore incremento negli ultimi anni è sicuramente il fotovoltaico. Tale incremento è legato in buona misura agli incentivi statali. L’energia prodotta da un impianto fotovoltaico, infatti, da sola, difficilmente permetterebbe di ripagare nel tempo l’investimento fatto.  Le diverse versioni del Conto Energia (che è la principale forma di incentivo per le rinnovabili) l’hanno resa un investimento più interessante. Questo a fatto si che dal 2005, anno in cui è emanata la prima forma di incentivo a livello nazionale per le rinnovabili, gli impianti  fotovoltaici entrati in esercizio sono più di 95.000.
L’incremento del numero di impianti fotovoltaici è stato accompagnato, ovviamente, anche, da un aumento dell’offerta. Comprendendo le potenzialità di sviluppo del mercato, molti operatori si sono proposti su di esso, promuovendo  e pubblicizzando a loro volta questa tecnologia.  Tutto ciò a fatto si che, nel giro di non molti anni, la tecnologia del fotovoltaico sia diventa più conosciuta e ad oggi sia una delle prime opzioni a cui si pensa volendo investire per la riduzione dei costi energetici della propria abitazione.
Per certi versi il mercato del fotovoltaici quindi può sembrare un mercato ormai maturo. Pertanto in questo settore specifico, oltre a promuovere la sostenibilità, è possibile fornire ai consumatori anche informazioni e strumenti, sia pure molto semplici, che permettano di confrontarsi sul mercato.

Come valutare un impianto
Pensiamo che il modo più intuitivo di valutare un impianto sia confrontare le diverse offerte economiche. È però indispensabile rapportare il costo alle prestazioni offerte, ossia a quanta energia l’impianto è in grado di produrre.
Questo dato però è noto solo dopo la messa in esercizio del’impianto stesso. Prima di allora è possibile ricavarlo solo mediante calcoli teorici. Le stime, sia pure supportate dalla esperienza professionale, esprimono sempre dei valori teorici e sono confrontabili tra loro solo se assumono identiche modalità di calcolo e di condizioni al contorno: dati climatici, caratteristiche dell’ombreggiamento, ore di luce, analoga inclinazione e orientamento dei pannelli,  ecc.
Le variabili che possono modificare la stima sono, perciò, molteplici. Può essere utile, allora, riassumere quali sono le principali caratteristiche di un impianto che possono modificarne la produttività.
Prima di tutto, ovviamente, c’è la tecnologia che per il fotovoltaico domestico è, in sostanza, una sola. Gli impianti domestici sono realizzati mediante l’assemblaggio di un certo numero di moduli (o pannelli) fotovoltaici.  La quasi totalità dei moduli, inoltre, sono in silicio. In particolare in silicio cristallino. Ci sono infatti pannelli in silicio moncristallino o in policristallino. Molto più rara è la possibilità di imbattersi in sistemi in silicio amorfo, per il momento poco utilizzati in ambito residenziale. La differenza tra  i tre sistemi consiste in una diversa configurazione molecolare. Nella struttura monocristallina gli atomi sono orientati in un unico verso, mentre nella struttura policristallina sono aggregati in piccoli grani monocristallini orientati in modo casuale. Nella struttura amorfa, invece, gli atomi sono orientati in modo casuale, in maniera simile a quanto avviene nei liquidi. Queste differenze si  traducono in prestazioni superiori  dei pannelli in mono e policristallino, rispetto all’amorfo.
Il pannello, in realtà, è però un oggetto composto da diverse parti: più celle fotovoltaiche, che trasformano l’energia solare in elettricità, un rivestimento trasparente, una cornice di incapsulamento, connessioni elettriche ecc.  Pertanto la differenza tra i diversi pannelli può riguardare anche le modalità di assemblaggio e realizzazione che si traducono, anche queste, in prestazioni e costi differenti.
Il principale parametro che ci permette di valutare le performance di un modulo fotovoltaico, e quindi di riassumerne gli effetti di queste differenze, è la sua efficienza di conversione. Si tratta di un numero, espresso in percentuale o come decimale, che dovrebbe essere riportato, per lo meno, nella scheda tecnica dei pannelli.  Bisogna fare attenzione, però, a distinguere le circostanze a cui la misura si riferisce. Il funzionamento di un pannello dipende, infatti, delle condizioni in cui si trova ad operare. Pertanto possono esistere diverse misure della sua efficienza. Ad esempio esiste l’efficienza teorica (la massima raggiungibile in condizioni ideali), quella di laboratorio, misurata cioè in un ambiente artificiale, oppure l’efficienza misurata in particolari condizioni standard. In ogni caso, purtroppo è sempre un numero abbastanza basso. Infatti la tecnologia del fotovoltaico, da questo punto di vista, non è molto efficiente, meno del 20% dell’energia del sole che cade sul pannello viene infatti trasformata in energia elettrica.
È difficile raggiungere valori maggiori, a meno di non passare a sistemi di impianti più evoluti, che combinano gli stessi moduli con altri accorgimenti (es. lenti o sistemi meccanici), ma che non hanno diffusione nei piccoli impianti.
La resa del pannello ci permette di confrontare tra loro i singoli moduli, ma non ci può dire nulla sulle prestazioni dell’impianto. Infatti quest’ultimo, a sua volta, è costituito da una serie di altri componenti che incidono sulle sue prestazioni complessive e, quindi, la quantità di energia prodotta dal pannello, prima di raggiungere il punto di utilizzo si riduce ulteriormente.

Il sito di installazione
L’energia elettrica che un impianto può produrre è direttamente proporzionale alla quantità di energia solare che cade sulla sua superficie. Pertanto, il fattore più importante che condiziona la produttività di un impianto sono però le caratteristiche del sito in cui è installato oltre all’orientamento e l’inclinazione dei moduli. Da questo punto di vista, in Italia, le condizioni ottimali sono rappresentate da esposizione a sud e inclinazione sul piano orizzontale di 30°.
I tetti delle nostre case difficilmente le soddisfano. In genere l’inclinazione delle coperture è tra il 30 – 35 %, che corrispondono a circa 17° e l’orientamento non è mai ottimale. Ci si sposta sovente verso est e verso ovest anche di diversi gradi.
Gli spazi sulle coperture sono poi angusti. Lo spazio è poco, con una forma diversa da quella rettangolare dei pannelli ed è occupato da una serie di accessori impiantistici: antenne, comignoli, cavi, aereazioni ecc. che sottraggono spazio, ma soprattutto creano ombre.
L’ombreggiamento è un aspetto che può incidere molto sulla produzione dell’impianto. Il perché è abbastanza intuitivo. I moduli fotovoltaici trasformano la luce del sole in energia elettrica, se la luce non arriva o arriva attenuata l’impianto non può produrre. Pertanto per valutare l’efficienza di un possibile sistema fotovoltaico e quindi la sua convenienza, le condizioni di ombreggiamento andrebbero valutate con attenzione, anche in relazione alla tipologia di impianto scelto.

Conclusioni
Installare un sistema di produzione dell’energia da fonti rinnovabili dovrebbe essere principalmente una scelta di responsabilità: la necessità di preservare il nostro ambiente di vita per i propri figli. In questo è sicuramente possibile trovare la soluzione economicamente più conveniente e quella che, in un’analisi tipo costi/benefici, può essere la più vantaggiosa.
Per quanto riguarda il fotovoltaico, viste le variabili esistenti, è arduo trarre delle conclusioni valide per singoli casi. Ci limitiamo quindi ad evidenziare alcuni aspetti generali che possono essere utili per scegliere con maggiore consapevolezza.
La convenienza economica nella installazione di un impianto fotovoltaico è sicuramente legata alla possibilità di accedere al Conto Energia. Quindi, in questa logica, converrebbe installare la tipologia di impianto che permette di accedere al miglior incentivo possibile.
Altro fattore fondamentale è sicuramente il costo dell’impianto. In particolare la convenienza può cambiare molto in base alle condizioni di finanziamento o alla disponibilità di liquidità che permette di autofinanziare l’intervento senza ricorrere al credito.
Bisogna ricordare, inoltre, che si continuerà a pagare la bolletta. Per le modalità previste dal sistema di incentivazione, la bolletta potrà ridursi per l’autoconsumo dell’energia prodotta e dare luogo a dei rimborsi economici, ma non si annulla completamente.
Infine, vista l’entità dell’investimento, una volta convinti della bontà della scelta, una buona prassi  potrebbe consistere nello scegliere la configurazione migliore sulla base di diverse ipotesi di dimensionamento e di ammortamento economico dell’impianto stesso.

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