Fotovoltaico: sistema di produzione di energia sostenibile.

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In questi giorni si sta dibattendo in maniera diffusa a proposito delle scelte operate dal nostro paese in materia di produzione energetica. Noi sappiamo che esistono diverse fonti di approvvigionamento basate su sistemi diversi di produzione.

Il dibattito di stretta attualità verte sulla possibilità del nostro paese di ritornare al nucleare proprio come sistema di fornitura principale. Tra i vari problemi che è possibile riscontrare per quanto riguarda il ripristino di questa modalità di approvvigionamento è certamente primario quello della sicurezza ma anche quello dei tempi di recupero dell’investimento iniziale e del ciclo di vita del sistema.

Si tratta dunque di un argomento certamente complesso da sviscerare e a mio modo di vedere troppo rischioso anche in relazione al fatto che la tecnologia nucleare è obiettivamente una tecnologia al limite dell’obsolescenza in quanto sono state sviluppate parallelamente e successivamente nuove possibilità di produzione che presentano notevoli qualità in termini di investimento economico e ambientale.

Il fotovoltaico per produrre energia sostenibile dal sole

Tra i sistemi sostenibili più conosciuti vi è certamente il fotovoltaico. Questa tecnologia permette dunque mediante particolari materiali in grado di interagire con la radiazione solare di produrre energia elettrica. Essa sfrutta dunque l’effetto fotovoltaico che è basato appunto sulle proprietà di alcuni elementi semiconduttori (tra cui il silicio) che sono in grado di generare elettricità se esposti alla radiazione prodotta dal sole senza l’uso di combustibili come energia ausiliaria per il funzionamento.

In condizioni standard di irraggiamento una cella fotovoltaica dunque è in grado di erogare 1,5 watt di potenza. Queste celle fotovoltaiche normalmente vengono assemblate e collegate in serie tra loro in strutture denominate moduli fotovoltaici.

Impianti fotovoltaici isolati o stand alone

Esistono diversi tipi di moduli fotovoltaici; ci sono quelli denominati sistemi isolati e quelli collegati alla rete elettrica. In caso di sistemi isolati è necessario predisporre sistemi di accumulo che generalmente sono individuati attraverso batterie simili a quelle utilizzate per le automobili. Queste batterie però sono in grado di caricarsi e scaricarsi completamente per svariate volte senza danneggiarsi (al contrario delle batterie d’auto che debbono mantenere livelli di carica elevati).

 impianto fotovoltaico stand alone

Un impianto fotovoltaico stand alone isolato.

L’energia prodotta dal generatore fotovoltaico è sotto forma di corrente continua e quindi nel caso in cui si debbano alimentare apparecchi che funzionino con corrente alternata a 220 Volt è necessario avere un sistema elettronico detto inverter che converte la corrente continua proveniente dai moduli (o dalle batterie di accumulo) in corrente alternata.

Impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica

I sistemi caratterizzati da un allacciamento alla rete l’inverter è ovviamente sempre presente e, al contrario degli impianti isolati o stand alone, non è necessario installare un sistema di accumulo. Questo sistema è normalmente più affidabile di un sistema isolato in quanto in alcuni periodi dell’anno se non vi è una necessaria insolazione o l’impianto è troppo limitato in termini dimensionali è possibile che in installazioni stand alone il sistema si scarichi completamente e non possa fornire ulteriore corrente elettrica.

Se invece è correttamente progettato in relazione alla quantità di energia necessaria il sistema isolato presenta diversi vantaggi. Innanzitutto produce l’energia strettamente necessaria esattamente dove serve. Un tipico esempio di impianto stand alone è dato da alcuni segnalatori stradali o piccoli apparecchi installati come parcometri, lampioni e i moderni camper posseggono alcuni impianti isolati per caricare la batteria o fare funzionare gli apparecchi senza l’utilizzo di rete elettrica. Spesso impianti isolati si trovano anche per l’approvvigionamento elettrico delle abitazioni.

Il decreto “Conto Energia”

Per coloro che invece decidono di adoperare il sistema di produzione fotovoltaica allacciandolo alla rete elettrica vi sono diverse possibilità di incentivo. Nel nostro paese esiste un decreto denominato Conto Energia che consente a coloro che installano un impianto di questo tipo di usufruire di incentivi economici in relazione al tipo di impianto connesso (alla potenza e al periodo in cui sono stati installati).

Questo consente di ricavare per ogni KWh prodotto una somma variabile in funzione dei parametri precedentemente elencati. Questi incentivi sono applicabili per gli impianti installati sulle abitazioni e a terra. Gli incentivi si riferiscono all’intera quota energetica prodotta annualmente ( e non solo la quota immessa in rete perchè non utilizzata). Per fare qualche esempio numerico è possibile con un impianto di potenza di 3 kw a Milano circa 1400 euro di incentivi annuali.

In alcuni casi è possibile inoltre ricevere ulteriori premi in relazione proprio alla quantità energetica prodotta. In sostanza un impianto efficiente consente la drastica riduzione se non il totale azzeramento delle bollette per i consumi di energia elettrica.
Normalmente secondo i tariffari odierni installare quel tipo di impianto con la potenza di 3kw (che è un tipico impianto di una utenza domestica) è necessario un investimento iniziale di 10 000 euro e uno spazio di circa 30 mq.

In relazione alle architetture esistono sistemi integrati di tecnologie fotovoltaiche che consentono l’installazione di moduli fotovoltaici che costituiscono essi stessi le facciate o le coperture dell’edificio. In relazione a ciò l’industria fotovoltaica ed edile stanno sviluppando nuove tecnologie di integrazione di sistemi costruttivi e sistemi di produzione energetica per consentire soluzioni sempre più efficaci e accattivanti per l’architettura in una ottica sostenibile.

Un accorgimento importante in fase progettuale è posizionare i moduli fotovoltaici possibilmente nelle zone fredde delle facciate (come parapetti, corpi scale o ascensori) poichè a temperature più basse dei moduli fotovoltaici, a parità di irraggiamento, corrisponde un funzionamento più efficiente del sistema.

Il fotovoltaico dunque appare come una delle più promettenti tecnologie rinnovabili in grado di produrre grandi quantità di energia elettrica sopratutto in relazione al fatto che il nostro paese si caratterizza per livelli di insolazione elevatissimi.

Piano Energetico Nazionale

Piano Energetico Nazionale

E' possibile integrare pannelli fotovoltaici nelle strutture architettoniche.

L’ultimo Piano Energetico Nazionale (che è stato redatto ormai già ventitrè anni fa) attribuiva al fotovoltaico un ruolo certamente rilevante nell’ambito di produzione energetica da fonti rinnovabili. Il programma prevedeva la messa a punto del processo produttivo del silicio e della fabbricazione delle celle.

Negli ultimi anni le questioni energetiche purtroppo sono state accantonate e quindi ci ritroviamo in questi tempi ad essere sprovvisti di un Piano Energetico Nazionale aggiornato e vedere relegate in secondo piano le possibilità di un rilancio finalmente definitivo e forte delle tecnologie rinnovabili.

E’ necessario dunque rivedere le strategie di sviluppo con l’obiettivo di valorizzare questi temi di sostenibilità ambientale applicati ai nuovi metodi di produzione energetica in relazione anche alle enormi possibilità di sviluppo economico che essi potenzialmente posseggono.

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