Solare fotovoltaico in conto energia

Nella sala H del padiglione 10 (riservato alle conferenze) si è tenuto, nella terza giornata della fiera Ecopolis, un lungo seminario sulla bioedilizia. Tra i sottotemi trattati, in un’aula alquanto gremita di persone, anche quello del fotovoltaico. Il giovane relatore, il dott. F. Fatricelli, ha collaborato alla realizzazione di importanti progetti, come quello che ha visto la copertura dell’Aula Nervi in Vaticano: un impianto di 2400 pannelli solari (per una potenza installata di 200 KWp) che forniranno oltre 300 MWh all’anno. Si è diffuso un sorriso tra i presenti quando l’oratore ha precisato che non sono state le gerarchie ecclesiastiche a tirar fuori i capitali per la sua realizzazione. Ha provveduto infatti un’azienda tedesca, con l’intenzione anche di fare un regalo al papa connazionale. La Germania rimane una nazione d’avanguardia per l’impiego dell’energia rinnovabile, anche se sembra sia stata superata dalla Spagna nel 2008, almeno per quanto riguarda la produzione di pannelli fotovoltaici.

Il fotovoltaico è nato, a partire da applicazioni spaziali, per l’alimentazione di impianti isolati. Il principio di funzionamento sfrutta la proprietà di materiali seminconduttori, opportunamente drogati con altri elementi, di generare energia elettrica quando siano esposti alla radiazione luminosa. Oggi la tecnologia fotovoltaica si sta diffondendo sempre più per l’alimentazione di impianti connessi alla rete elettrica nazionale ed è ormai molto affidabile. I produttori assicurano una durata utile degli impianti di almeno 20 anni, ma in realtà i moduli fotovoltaici continuano a funzionare molto più a lungo, sia pure con un certo decadimento prestazionale (che si può approssimare allo 0,8% all’anno). La parte più vulnerabile del sistema è costituita dall’ inverter, il quale andrebbe sostituito ogni 10 anni circa. Esso è il componente principale del BOS (balance of system), che converte la corrente continua a basso voltaggio prodotta dai pannelli in corrente alternata a più alto voltaggio fruibile dall’utenza.

Sono state realizzate diverse tipologie di pannelli fotovoltaici, con rendimenti tra il 12% e il 20%. Il rendimento e la potenza di picco vengono misurati mediante test in condizioni standard: ad una radiazione di 1000 W/m2 e ad una temperatura del pannello di 25°C. Il tipo più commerciale, in silicio con drogaggio di boro e fosforo, ha un rendimento di circa il 13%. Non è basso, se si pensa che, una volta costruito, l’impianto genera corrente senza dover fare null’altro. Per la produttività effettiva del pannello è importante il suo orientamento. L’inclinazione ottimale per pannelli fissi è di circa 30° verso Sud. I pannelli posizionati orizzontalmente non perdono moltissimo, perché lavorano meglio in estate, quando l’irraggiamento solare è più forte. mentre quelli messi in verticale (a coprire ad esempio una parete)  hanno invece un decadimento fino al 40%, perché lavorano meglio in Inverno, quando l’irraggiamento solare è scarso. Con l’inseguimento solare su due assi si possono migliorare le prestazioni di circa il 30%. In una città come Palermo, con un pannello inseguitore si possono ottenere quasi 1900 kWh/kWp. La produttività del fotovoltaico dipende molto dal luogo geografico. All’interno dell’Italia stessa, tra il Nord e il Sud della penisola, ci possono essere differenze fino al 30%. Per la stima dell’irraggiamento locale, la legge prevede di far riferimento alla norma UNI 10349. Nella provincia di Roma occorrono circa 2 ettari di terreno per installare una potenza di 100 MW e ogni MWp di potenza installato produce circa 1400 MWh all’anno. La produzione di 1 MWh corrisponde alla combustione di circa 0,2 Tep (tonnellate di petrolio equivalente) con l’emissione in atmosfera di 500 kg di anidride carbonica. Questo significa che un impianto fotovoltaico su una superficie di 2 ettari, a Roma, consentirebbe di risparmiare circa 700 tonnellate di CO2.

In Italia attualmente sono installati circa 60 MW di potenza con pannelli fotovoltaici. Da alcuni anni lo Stato finanza queste installazioni in conto energia, riconoscendo non un contributo sull’investimento iniziale, ma un premio sull’energia effettivamente prodotta nell’arco di tempo di 20 anni. L’incentivo varia in base alla potenza installata e al tipo di integrazione dell’impianto. Nel caso domestico (1-3 kW), vengono riconosciuti 0,40 E per impianto non integrato, 0,44 E per un impianto parzialmente integrato (ad esempio pannelli fissati sulle falde di un tetto), 0,49 E per un impianto totalmente integrato (in cui il pannello assolve da solo ad una funzione di copertura architettonica). Recentemente il governo ha ridotto lievemente questi incentivi del 2% nel 2009 e di un ulteriore 2% nel 2010. Non solo. Ha deciso di non rinnovare oltre questi incentivi nel momento in cui si raggiungeranno i 3 GW di potenza installati (ovvero il 5% del fabbisogno massimo nazionale). Agli incentivi statali si aggiunge il contributo del gestore dell’energia elettrica, che paga 0,12 E per ogni kwh immesso nella rete purché sia consumato (sia pure in orari diversi) dallo stesso utente (regime di “scambio sul posto”).

In Italia il picco di potenza richiesta (circa 60 GW) avviene (a causa dei condizionatori), in estate. Per coprire questo picco vengono avviate anche le centrali elettriche meno efficenti, più dispendiose e inquinanti. Eppure proprio nella stagione estiva i pannelli fotovoltaici danno il loro meglio! E’ auspicabile che si arrivi ad una quota di almeno il 20% del fabbisogno elettrico nazionale prodotta con questa tecnologia (contro lo 0,02% di oggi!). Al momento gli impianti fotovoltaici, sicuramente vantaggiosi per l’ambiente, da un punto di vista prettamente finanziario sono redditizi solo grazie ai contributi dello Stato. Nondimeno in un futuro non lontanissimo la tecnologia diventerà economicamente competitiva anche senza questi contributi. In Italia avverrà prima che in altri Paesi industrializzati, intorno all’anno 2020. Questo sia per il costo dell’energia elettrica, mediamente più alto che altrove, sia per la maggiore insolazione di cui gode fortunatamente il nostro Paese.

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giuseppe di siena

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