CIBERTEC SRL

Luce = Energia

A) La luce del sole è una fonte di energia praticamente inesauribile, le moderne tecnologie ci permettono di sfruttare questa cosiddetta "fonte rinnovabile" per soddisfare le nostre necessità , essa può essere trasformata in energia elettrica per mezzo di impianti a celle fotovoltaiche.

La quantità  di energia che il sole irradia continuativamente sulla terra è pari a +/- 10.000 volte il fabbisogno energetico mondiale. Il sole rappresenta sicuramente la fonte energetica più duratura e stabile. Per coprire il fabbisogno energetico basterebbe l'1,5% della superficie dell'Europa (fabbisogno mondiale 2005: 17300 TWh, impianto FV in Europa Centrale con efficienza del 12% = 120kWh di energia elettrica/m2 x anno).

B) I vantaggi dell'energia solare possono essere riassunti in:

­ massima densità di potenza irradiata corrispondente a 1.000 W/m2;
­ decentramento della produzione con costi di infrastrutture ridotti, quindi produzione e consumi sul posto;
­ media produttiva annuale costante e calcolabile;
­ inquinamento inesistente;
­ rischi ambientali prossimi allo zero, cause di catastrofi ambientali inesistenti a differenza di altre fonti come quella nucleare.

- L'Energia fotovoltaica
- La vita di un impianto fotovoltaico
- Il costo di un impianto
- La ricerca scientifica
- Richiesta valutazione impianto fotovoltaico


I sistemi fotovoltaici si distinguono in sistemi connessi alla rete ( grid-connected) e sistemi ad isola ( stand-alone).

In questa breve illustrazione ci occupiamo dei sistemi connessi alla rete.

Per rete si intende la rete elettrica nazionale. I vantaggi dei sistemi fotovoltaici per la produzione di energia elettrica sono molteplici:

­ il rischio dell'investimento è bassissimo, le rese sono calcolabili a lungo termine.

­ la relativa facilità  di installazione e l'interdisciplinarità  delle competenze per la messa in opera di un impianto rendono questa tecnologia applicata, un mercato con interessanti possibilità di sviluppo e con il consolidamento del settore si prospettano nuovi posti di lavoro.

­ grazie alle nuove tariffe incentivanti garantite per 20 anni, (conto energia) gli impianti rappresentano un investimento vantaggioso.

La vita di un impianto fotovoltaico
Normalmente si stima la vita degli impianti fotovoltaici in circa 25-30 anni. In pratica però consideriamo separatamente i componenti. I moduli monocristallini e policristallini, che sono attualmente i più venduti nel mondo, hanno infatti una durata di vita da 35 a 40 anni, con una diminuzione delle prestazioni energetiche inferiore al 10%.

La maggior parte dei produttori dichiarano in circa 25 anni il mantenimento delle prestazioni energetiche originarie.
Anche gli inverter, apparecchi tecnologicamente molto evoluti, utilizzati per la conversione della corrente continua in alternata, hanno una durata nel tempo molto lunga.Un impianto fotovoltaico è un sistema completamente modulare, quindi ogni componente può essere sostituito facilmente e velocemente. Questo perché previsto nella fase di progetto.
La tecnologia FV è solida, poco suscettibile di guasti e con una manutenzione annua quasi inesistente trattandosi di impianti con assenza di parti in movimento.
Le parti attive del sistema, le celle, sono costituite da silicio, quindi praticamente indistruttibili.
La produzione avviene senza combustione a temperature relativamente basse, quindi senza carico termico dei componenti.
La resistenza agli agenti atmosferici, alle radiazioni UV o anche contro gli sbalzi di temperatura stagionali dei materiali con i quali vengono costruiti i sistemi FV è ampiamente collaudata da test a lungo termine.

Consideriamo l'utilizzo decennale di questa tecnologia nel settore astronautico, nel quale si utilizzano i moduli FV per alimentare ad es. le stazioni spaziali, vale da solo come prova di resistenza e di affidabilità.

Il costo di un impianto
Il costo d’installazione può variare, a seconda del singolo caso: su suolo libero o su edifici, in quest’ultimo caso fabbricati in progettazione o già esistenti, montaggio in retrofit o integrazione architettonica totale, regolamentazioni specifiche per i permessi di costruzione, norme di allacciamento alla rete, distanza dalla rete, tipo di montaggio (gru, impalcature) e altro ancora. Il costo standard “chiavi in mano” per un sistema da 1 kWp è di circa 7.000/7.500 euro (IVA al 10 % esclusa), ma il costo varia in base alla potenza di targa dell'impianto, quindi ipotizziamo circa 7000 euro/kWp per 3kWp e 5500 euro/kWp per 100kWp. La maggior parte del costo è dovuta ai componenti attivi, i moduli rappresentano il 60% del totale.
Un sopralluogo che valuti accuratamente gli aspetti dipendenti dal sito d’installazione è propedeutico alla stesura di un preventivo preliminare. Il costo annuo di manutenzione è molto basso, si stima in circa 0,5/1% del costo d’impianto, da conteggiare sull’intera vita minima, convenzionalmente fissata in 25 - 30 anni. Comprendiamo anche gli eventuali costi di manutenzione straordinaria, come la sostituzione di qualche componente dell’impianto.

>> Richiesta valutazione impianto fotovoltaico<<

La ricerca scientifica

La tecnologia del silicio cristallino, che detiene oggi circa il 96% del mercato fotovoltaico, comporta un grande spreco di materiale nella fase di taglio delle fette di silicio ed è quindi molto costosa.
Il 60% dei costi è dovuto ai moduli fotovoltaici, e il 90% di questa quota è dovuto ai costi di produzione e lavorazione del silicio. Per abbattere i costi bisogna aumentare l’efficienza di conversione e l’efficienza di tutto il sistema. La tecnologia del silicio cristallino presenta alti costi, ma anche alte efficienze.
Teoricamente l’efficienza energetica del silicio può arrivare ad un fattore di conversione del 35%.
In pratica – benché siano state realizzate in laboratorio celle con rendimenti di oltre il 22% - le celle in commercio hanno rendimenti di circa il 14/15%, un valore comunque alto rispetto alle potenzialità delle singole celle: il rendimento totale dell’impianto scende poi a circa l’12%, a causa di altre perdite.
Sono comunque ancora possibili miglioramenti anche nella tecnologia del silicio cristallino.

Fig.1
Evoluzione dell'efficienza delle celle fotovoltaiche ottenute con diverse tecnologie dal 1975 ad oggi.
I dati si riferiscono ai risultati di laboratorio.
(da T.Surek, Proc. 3rd world conference on Photovoltaic Energy Conversion 2003)

Da una ventina di anni ci si sta orientando verso la tecnologia dei film sottili , in particolare del silicio amorfo, che prevede costi molto ridotti. Il silicio amorfo ha però anche rendimenti molto bassi: del 4-5% nei film attuali.
Sulla tecnologia del silicio amorfo vi sono pareri discordanti: alcuni prospettano grandi progressi tecnologici e sono impegnati in ricerche per migliorarne l’efficienza di conversione.
Altri osservano che vent’anni fa si pensava che avrebbe sostituito il silicio cristallino, oggi però il rapporto costi/prestazioni non è migliorato granché rispetto al silicio cristallino.
Anche il silicio microcristallino, ha caratteristiche strutturali tali da consentire la realizzazione di dispositivi con un’efficienza stabile più elevata, come pure le nanotecnologie.
Stiamo comunque illustrando delle linee di ricerca, sulle quali si punta per rendere commercialmente competitivi questi prodotti, purtroppo però con previsioni di lungo termine.

NORMATIVA E LEGISLAZIONE DI RIFERIMENTO

Nel campo della promozione e diffusione di pubblicazioni inerenti l'aspetto normativo del settore elettrotecnico ed elettronico, diversi organismi sono attivi a vari livelli: nazionali, europeo, internazionale.

Possiamo citare il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano), lo IEC (Comitato Elettrotecnico Internazionale) ed il CENELEC (Comitato Europeo di Normazione Elettrica) L'attività  del CEI è quella di redigere "specifiche tecniche" che hanno lo scopo di stabilire i requisiti che devono avere gli impianti, i materiali, gli apparecchi, i macchinari, i circuiti, i processi e i loro programmi, affinchè possano considerarsi rispondenti alla "regola dìarte"�.

L'IEC è l'organismo normatore su scala mondiale nel campo elettrico ed elettronico; prepara norme tecniche che vengono adottate dopo essere passate al vaglio dei comitati nazionali.

Il CENELEC è l'organismo con sede a Bruxelles che ha lo scopodi creare un corpo unico di norme nel settore elettrico ed elettronico per l'Unione Europea. Emette norme europee siglate EN che devono essere obbligatoriamente adottate a livello di ogni singola nazione.

Le principali norme e leggi su cui si basa la regolamentazione italiana sono le seguenti:

- Norma CEI 11-20 relativa alle caratteristiche dei dispositivi di interfaccia per impianti in BT .

- Prescrizione ENEL DK 5950 "Criteri di allacciamento di tetti fotovoltaici alla rete di distribuzione"�.

- Delibera dell'Autority per E.E. e Gas N. 224/2000 per la definizione delle modalità di "Total metering" per impianti inferiori a 20kW.

- Legge 133/99 per l'esenzione dal contatore fiscale UTF per impianti inferiori a 20 kW.