Gli impianti fotovoltaici sono una soluzione ideale per produrre energia elettrica sfruttando la luce del sole. In un momento storico in cui il costo dell’energia è alle stelle, è impossibile non considerare l’installazione di un impianto fotovoltaico per la propria abitazione o azienda.
Tuttavia, ci sono diversi fattori da valutare prima di investire somme di denaro anche ingenti per acquistare un impianto fotovoltaico.
Se da un lato c’è grande curiosità e molti vorrebbero adottare questa soluzione per risparmiare sulle spese energetiche, dall’altro aleggiano ancora molti dubbi sulla reale efficacia dei sistemi fotovoltaici e sul loro funzionamento.
In questo articolo andremo a snocciolare alcuni tra i quesiti più comuni per aiutare i nostri lettori a capire se vale la pena investire su un impianto fotovoltaico. Gli impianti costano cari e il risparmio in bolletta si ha solo in caso di condizioni favorevoli, quindi è bene informarsi in modo approfondito prima di fare il “grande passo”.
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Come funzionano gli impianti fotovoltaici?
Gli impianti fotovoltaici sono in commercio da decenni e migliaia di aziende e privati li utilizzano con soddisfazione per produrre energia elettrica. Ma come funzionano e in che modo riescono a trasformare l’energia solare in energia elettrica?
I fotoni presenti nei raggi solari stimolano gli elettroni liberi presenti nel silicio delle celle fotovoltaiche che generano corrente continua. La corrente elettrica, infatti, altro non è che - letteralmente - un fluire di elettroni. Dunque, la corrente così generata viene trasportata con normalissimi cavi elettrici verso un elemento che ci chiama inverter.
L’inverter, come il nome lascia intuire, trasforma la corrente elettrica. Più precisamente, la “inverte”, trasformandola da corrente continua a corrente alternata - cioè il tipo di corrente che usiamo normalmente nelle nostre casa.
In sostanza i pannelli assorbono l’energia dei fotoni e la trasformano in energia elettrica, e successivamente la inviano all’inverter che si occupa di trasformarla in energia elettrica da utilizzare per elettrodomestici, luci, caldaie e via dicendo.
Quanta energia producono gli impianti fotovoltaici?
Secondo i dati pubblicati da Altroconsumo.it, in condizioni ottimali, un impianto fotovoltaico moderno può produrre fino a 1200kWh all’anno (al nord) e fino a 1600kWh (al sud). Per ottenere questi risultati è necessario installare un impianto in grado di raggiungere un picco di potenza compreso tra 2 e 4 Kw.
Se di media consumate circa 3000 kWh l’anno, dovrete mirare a un impianto capace di produrre una potenza di picco di circa 2.3 kW -> 2.5 kW se abitate al nord e 2 kW se vivete al sud.
Quanto si può risparmiare con un impianto fotovoltaico?
Stando ai dati pubblicati da Altroconsumo.it, utilizzando con parsimonia l’energia prodotta dai pannelli si può risparmiare fino al 55% sui costi energetici di una abitazione familiare;
Vediamo nello specifico quanto si può risparmiare con un impianto fotovoltaico singolo da 3kW e con un impianto con fotovoltaico e accumulo (batteria).
Impianto fotovoltaico singolo (3 kW)
A fronte di un investimento stimato di circa 7.000€ e un autoconsumo stimato del 33% per un sistema in grado di raggiungere un picco di 2700 KWh e del 37% per un impianto da 3500 kWh, per rientrare nell’investimento sono necessari rispettivamente 10 / 12 anni e 8 / 10 anni.
Ci teniamo a sottolineare che la produzione di energia è direttamente proporzionale a diversi fattori tra cui la progettazione dell’impianto, la qualità dello stesso e il posizionamento dello stabile.
Questi fattori possono variare influendo sensibilmente sul risparmio effettivo che si può ottenere. Per avere la certezza di risparmiare è necessario consumare l’energia prodotta immediatamente, dato che gli impianti fotovoltaici singoli non possono accumulare e quindi producono energia da sfruttare al momento.
Ad esempio, d’estate, si possono sfruttare i pannelli per alimentare i condizionatori d’aria nelle ore più calde, ma non è possibile fare la stessa cosa nelle ore serali, quando il sole è tramontato e i pannelli non sono più in grado di produrre energia.
Impianto fotovoltaico con sistema di accumulo
Negli ultimi anni gli impianti fotovoltaici con sistema di accumulo sono sempre più popolari. Il cambiamento di tendenza si deve a diversi fattori, tra cui
- “Rivendere” la corrente elettrica al gestore non è vantaggioso
- I sistemi di accumulo sono diventati più capienti e più efficienti
In poche parole, stiamo parlando di grosse batterie, in grado di fornire elettricità alla casa per alcune ore. Si può usare un solo accumulo (o accumulatore), o anche più accumulatori a cascata che immagazzinano l’elettricità prodotta e la rendono disponibile anche di notte, o in condizioni di cielo nuvoloso. Ma convengono davvero?
A fronte di un investimento stimato di 11.000€ e un autoconsumo stimato del 46% con un picco di potenza di 2700 KWh e del 54% per un un picco di 3500 kWh, occorrono circa 15 anni per rientrare nell’investimento. Se il consumo è inferiore alle cifre stimate il tempo necessario ad ammortizzare la spesa iniziale può superare i 20 anni. Se si considera che una batteria per l’accumulo da 4 kWh costa circa 4.000 euro ed è garantita (mediamente) per 10 anni, è chiaro che si tratta ancora di un investimento rischioso, o perlomeno non si ha la certezza di avere un effettivo risparmio economico nel breve/medio termine.
Il vero vantaggio del sistema di accumulo sta nella comodità: scegliendo questa soluzione avrete sempre a disposizione energia rinnovabile e potrete sfruttarla, ad esempio, per alimentare una pompa di calore durante la notte.
Nota: le stime sul risparmio sono eseguite senza considerare eventuali aumenti del costo dell’energia. Oggigiorno, tuttavia, sembra piuttosto probabile che la bolletta elettrica continuerà a rincarare. Di conseguenza, il risparmio ottenuto con il fotovoltaico aumenta.
Quanto spazio occorre per installare un impianto fotovoltaico?
Per valutare l’installazione di un sistema fotovoltaico bisogna considerare attentamente la tipologia di struttura e lo spazio a vostra disposizione. I pannelli fotovoltaici si possono installare su un gran numero superfici tra cui tetti piani, tetti a falde, tettoie, pensiline e persino a terra. Per ogni caso occorre scegliere la giusta tipologia di pannelli fotovoltaici e soprattutto valutare con attenzione lo spazio che andranno ad occupare.
Di norma, per un impianto da 1 kW – circa 4 pannelli – da installare su un classico tetto a falde servono dai 5 ai 7 mq di superficie libera. Su tetto piano lo spazio necessario è di 9-10 mq in quanto vengono considerati anche i supporti per inclinare i pannelli.
Se il tetto è particolarmente disomogeneo, gli impianti fotovoltaici si possono separare in blocchi da montare sulle diverse falde. Per ottenere un risultato ottimale occorre analizzare accuratamente la superficie sulla quale volete installare i pannelli e l’orientamento verso i corretti punti cardinali (di cui parleremo nel prossimo paragrafo).
In caso di superfici disomogenee o con pendenze non ottimali, è consigliato abbinare il fotovoltaico a dei dispositivi elettronici da applicare sotto i pannelli fotovoltaici (ottimizzatori) per ottenere un rendimento uniforme su tutti i blocchi, anche quando uno di essi produce meno.
Posizionamento della struttura: orientamento, altitudine e ombreggiamenti
Come abbiamo specificato negli esempi precedenti, quando si fa una stima delle prestazioni di un impianto fotovoltaico si considerano sempre le condizioni ottimali. Il fatto che al sud, mediamente, gli impianti fotovoltaici producano più energia fa ben capire quanto sia importante l’esposizione alla luce diretta del sole e quanto possano influire fattori come ombreggiamenti e orientamento.
L’orientamento del tetto è senza dubbio uno degli aspetti critici da considerare prima di installare un impianto fotovoltaico.
I pannelli fotovoltaici rendono meglio se orientati verso sud e mantengono una resa interessante anche se posizionati a ovest o est. Al contrario, un impianto fotovoltaico posizionato su un tetto orientato verso nord, anche se solo di pochi gradi, ha un rendimento scarso ed è sconsigliabile.
Un altro fattore da tenere presente è senza dubbio l’ombreggiatura. Anche se i pannelli fotovoltaici riescono ad assorbire la luce solare con il cielo nuvoloso, la produzione in caso di luce del sole diretta è fino a dieci volte superiore. Esistono pannelli che riescono a produrre più energia anche in condizioni di scarsa luminosità (policristallini e monocristallini), ma un impianto ben esposto produce comunque una quantità di energia nettamente superiore.
Gli ombreggiamenti, quando possibile, vanno evitati. Questi possono essere causati da diversi elementi: alberi, camini e sfiati di qualsiasi genere, parti del tetto o della casa con altezze differenti e altri edifici più alti nelle vicinanze. Ad esempio, è sconsigliabile installare un impianto dietro al comignolo del camino per evitare che in alcune ore del giorno rimanga in ombra.
Esistono molti modi per diminuire gli effetti di ombreggiamenti locali (per esempio gli ottimizzatori di potenza), tuttavia è consigliabile installare i pannelli in zone sempre illuminate e distanti da ostacoli che possono generare ombre se si vuole ottenere una resa ottimale.
Naturalmente, la valutazione di questi fattori viene effettuata dai tecnici che dispongono di appositi programmi di calcolo. L’analisi dettagliata degli ombreggiamenti può essere svolta solo da personale competente e con strumentazione adeguata.
Infine, dovrete considerare l’altitudine della vostra abitazione rispetto al livello del mare.
Questo fattore è importante non tanto per la produzione di energia, quanto per la durata dell’impianto e per prevenire possibili danni al tetto. Se la vostra abitazione si trova ad altitudini elevate è probabile che d’inverno il tetto venga ricoperto dalla neve. Questa, accumulandosi, può appesantire i pannelli fino a danneggiare la struttura di supporto e, di conseguenza le tegole, provocando ingenti danni.
Sostituire le tegole, le staffe ed eventualmente sanare delle infiltrazioni d’acqua può avere un costo enorme, di netto superiore a quello dell’impianto fotovoltaico.
Per questo motivo è buona norma valutare il carico massimo sostenibile dalla struttura di supporto, oltre ad alcuni accorgimenti che vanno dall’aggiunta di un profilo supplementare fino alla creazione di un sistema di fissaggio dedicato composto da staffe più resistenti.
Ci teniamo a sottolineare che prima di investire in un impianto fotovoltaico, di qualsiasi tipo esso sia, è buona norma contattare uno o più tecnici per ricevere delle valutazione tecniche ad hoc. Detto questo, se avete intenzione di optare per il fotovoltaico, leggendo i 5 punti che abbiamo analizzato potete già farvi un’idea di quanto possa convenire o meno installare un impianto solare sul vostro tetto.
- Fonti: Altroconsumo.it, gtechenergy.it
