i. de marco 1 impianti fotovoltaici impianti fotovoltaici

I. De Marco1

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICI

I. De Marco2

IMPIANTIIMPIANTI FOTOVOLTAICIFOTOVOLTAICI

La tecnologia La tecnologia impiantisticaimpiantistica

Le valutazioni economicheLe valutazioni economiche

I benefici ambientaliI benefici ambientali

Il collaudo dell’impianto Il collaudo dell’impianto

I. De Marco3

E’ un dispositivo che trasforma direttamente l’energia E’ un dispositivo che trasforma direttamente l’energia solare in energia elettrica. L’efficienza di conversione solare in energia elettrica. L’efficienza di conversione delle celle attualmente disponibili sul mercato varia dal delle celle attualmente disponibili sul mercato varia dal 10% al 17% .10% al 17% .

E’ in genere di forma quadrata, di superficie pari a circa E’ in genere di forma quadrata, di superficie pari a circa 100 cm100 cm22 e si comporta come una minuscola batteria, e si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di irraggiamento producendo, nelle condizioni di irraggiamento standard (1000 W/mstandard (1000 W/m22) una ) una corrente continuacorrente continua di 3 A, con di 3 A, con una tensione di 0,5 Volt, quindi una potenza di 1,5 Watt di una tensione di 0,5 Volt, quindi una potenza di 1,5 Watt di picco (Wp).picco (Wp).

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICIDEFINIZIONIDEFINIZIONI

CELLA FVCELLA FV

I. De Marco4

CRISTALLO DI TIPO n

CRISTALLO DI TIPO p

SOLE

CELLA FOTOVOLTAICA

CCEICB/RINNO21.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

CCEICB/RINNO51.DOC

I. De Marco5

Poiché la singola cella fornisce un valore basso di tensione e Poiché la singola cella fornisce un valore basso di tensione e di corrente è necessario collegarne un certo numero in serie, di corrente è necessario collegarne un certo numero in serie, i modulii moduli, per ottenere i parametri richiesti dalle normale , per ottenere i parametri richiesti dalle normale apparecchiature elettriche. apparecchiature elettriche.

I moduli in commercio attualmente più diffusi ( circa 0,5 mI moduli in commercio attualmente più diffusi ( circa 0,5 m22 di superficie) utilizzano 36 celle collegate in serie, fornendo di superficie) utilizzano 36 celle collegate in serie, fornendo così una potenza che va dai 50 ai 140 Watt di picco e così una potenza che va dai 50 ai 140 Watt di picco e tensione di lavoro di circa 17 Volt tensione di lavoro di circa 17 Volt in corrente continuain corrente continua..

Il modulo rappresenta il componente elementare del Il modulo rappresenta il componente elementare del sistema fotovoltaico.sistema fotovoltaico.

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICI DEFINIZIONIDEFINIZIONI

MODULO FVMODULO FV

I. De Marco6

n° celle = 36 in serien° celle = 36 in seriePotenza di picco = 50 a 140 WattPotenza di picco = 50 a 140 WattTensione = 17 Volt Tensione = 17 Volt in corrente continuain corrente continua

MODULO FVMODULO FV

Cella FVCella FVCorrente = 3 AmpereCorrente = 3 AmpereTensione = 0,5 Volt Tensione = 0,5 Volt Potenza di picco = 1,5 WattPotenza di picco = 1,5 Watt

10 cm10 cmIMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICI

I. De Marco7

Pp = Max potenza nelle condiz. standardVoc = Tensione a circuito aperto Isc = Corrente a circuito apertoVmp = Tensione al punto di max potenzaImp = Corrente al punto di maz potenza

MODULO FVMODULO FV


Dati di targaDati di targa

DATI DI TARGA

Potenza di picco 90 WattVoc 20,7 VIsc 6,2 A

Vmp 16,7 VImp 5,4 A

Specifiche climatiche 1000 W/m2 e 25°C

I. De Marco8

Più moduli collegati in serie o in parallelo formano ilPiù moduli collegati in serie o in parallelo formano il pannellopannello, ovvero una struttura rigida ancorabile al suolo , ovvero una struttura rigida ancorabile al suolo o ad un edificio. o ad un edificio.


• PANNELLO FVPANNELLO FV

• GENERATORE FVGENERATORE FV

Un insieme di pannelli, collegati elettricamente Un insieme di pannelli, collegati elettricamente in seriein serie in modo da fornire la tensione richiesta.in modo da fornire la tensione richiesta.

E’ formato da più stringhe collegate E’ formato da più stringhe collegate in paralleloin parallelo, per , per fornire la potenza richiesta.fornire la potenza richiesta.

• STRINGA FVSTRINGA FV

I. De Marco9

PANNELLO FVPANNELLO FV

Moduli collegati in serie o in paralleloModuli collegati in serie o in parallelo


I. De Marco10

STRINGA FVSTRINGA FV

Pannelli collegati Pannelli collegati in seriein serie per ottenere la per ottenere la tensione volutatensione voluta


I. De Marco11

Stringhe collegateStringhe collegate in parallelo in parallelo per ottenereper ottenere la potenza voluta la potenza voluta

GENERATORE FVGENERATORE FV

2a Stringa1a Stringa 3a Stringa


I. De Marco12

GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Si classificano in :Si classificano in :

Impianti isolatiImpianti isolati (stand-alone)(stand-alone) nei quali l’energia prodotta nei quali l’energia prodotta alimenta direttamente un carico elettrico e l’eccedenza alimenta direttamente un carico elettrico e l’eccedenza viene generalmente accumulata in apposite batterie di viene generalmente accumulata in apposite batterie di accumulatori.accumulatori.

Impianti connessi alla rete elettricaImpianti connessi alla rete elettrica (grid-connected)(grid-connected) nei quali nei quali l’energia viene convertita in c.a. per alimentare il carico l’energia viene convertita in c.a. per alimentare il carico utente e/o immessa in rete, con la quale l’impianto lavora in utente e/o immessa in rete, con la quale l’impianto lavora in regime di interscambio. regime di interscambio.


I. De Marco13

SISTEMI ISOLATI

MODULI FOTOVOLTAICI

ACCUMULO ELETTROCHIMICO

IMPIANTO ELETTRICO A 24 V

TV

REGOLATORE DI CARICA

I. De Marco14

CC

CA

TRASFORMATORE

INVERTITORE CONTATORE

CONTROLLORE

SISTEMA FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RETE

SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO DELLA POTENZA

I. De Marco15

kWp = kWp = Potenza elettrica di piccoPotenza elettrica di picco dei moduli fotovoltaici in dei moduli fotovoltaici in condizioni condizioni di massima insolazione. In realtà tale di massima insolazione. In realtà tale potenza è riferita ad un irraggiamento standard di potenza è riferita ad un irraggiamento standard di 1 1 kW/mkW/m22 su una superficie orizzontale e alla su una superficie orizzontale e alla temperatura di temperatura di 25 °C25 °C. Fornita in . Fornita in corrente continuacorrente continua

kW = kW = Potenza elettrica all’uscita dell’inverterPotenza elettrica all’uscita dell’inverter e misurata al e misurata al contatore. Tale potenza è riferita in contatore. Tale potenza è riferita in corrente alternatacorrente alternata aa 220 220 o o 380 Volt.380 Volt.

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICIDEFINIZIONIDEFINIZIONI

I. De Marco16


L’ENERGIA ELETTRICA L’ENERGIA ELETTRICA PRODOTTAPRODOTTA

DA UN SISTEMADA UN SISTEMA FVFV

La quantità di energia elettrica prodotta da un sistema La quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico dipende da diversi fattori:fotovoltaico dipende da diversi fattori:

a)a) Efficienza dei moduli e dimensioni dell’impianto;Efficienza dei moduli e dimensioni dell’impianto;

b)b) Radiazione solare incidente;Radiazione solare incidente;

c)c) Posizionamento dei moduli (angolo di inclinazione o di Posizionamento dei moduli (angolo di inclinazione o di tilttilt e di orientamento o e di orientamento o azimutazimut););

d)d) Efficienza del Efficienza del BOSBOS (Balance Of System) elettrico; (Balance Of System) elettrico;

I. De Marco17


a)a) Efficienza delle celle e dei moduli Efficienza delle celle e dei moduli mm

E’ definita dal rapporto tra la potenza elettrica E’ definita dal rapporto tra la potenza elettrica prodotta e la potenza della radiazione solare prodotta e la potenza della radiazione solare incidente. incidente. Entrambe ovviamente cambiano in funzione Entrambe ovviamente cambiano in funzione delle condizioni di irraggiamento solare.delle condizioni di irraggiamento solare.

Come riferimento si usano le condizioni standard di Come riferimento si usano le condizioni standard di insolazione cioè : insolazione cioè :

• Potenza della radiazione incidente = Potenza della radiazione incidente = 1000 Watt/m21000 Watt/m2

• Temperatura del modulo = Temperatura del modulo = 25 °C25 °C

( valori di ( valori di m m tra 10% e il 16%)tra 10% e il 16%)

L’ENERGIA ELETTRICA

PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco18


a)a) Efficienza delle celle e dei moduli Efficienza delle celle e dei moduli mm

La potenza elettrica di picco generata in [kWp] sarà : La potenza elettrica di picco generata in [kWp] sarà :

P = P = mm x P x Pstcstc x A x A

Essendo:Essendo:

m m l’efficienza del modulo, l’efficienza del modulo,

PPstc stc la potenza radiante in condizioni standard [1000W/mla potenza radiante in condizioni standard [1000W/m22 ] ]

A l’area del modulo [ mA l’area del modulo [ m2 2 ]]

8 m2 di moduli con efficienza mm = 12,5 % producono quindi 1 kW di picco.


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco19


b) Radiazione solare incidenteb) Radiazione solare incidente

Ha un valore variabile in funzione di diversi parametri :Ha un valore variabile in funzione di diversi parametri :

b.1)b.1) la distanza e posizione relativa Terra-Sole;la distanza e posizione relativa Terra-Sole;

La distanza Terra-Sole influenza la quantità totale di energia che raggiunge il pianeta.

L’inclinazione della Terra rispetto al suo piano di rivoluzione intorno al Sole comporta che i due emisferi Nord e Sud, abbiano diversi climi e stagioni. Per tale motivo la latitudine del luogo di installazione è un parametro fondamentale per la progettazione dei sistemi FV.


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco20


b.2 l’influenza dell’atmosfera terrestre (assorbimento, b.2 l’influenza dell’atmosfera terrestre (assorbimento, riflessione, rifrazione, ecc.) riflessione, rifrazione, ecc.)

La presenza dell’atmosfera comporta una serie di fenomeni sulla radiazione incidente, tra i quali l’effetto filtro, che riduce sensibilmente l’intensità della radiazione al suolo e la frammentazione della luce nelle sue diverse componenti (diretta, riflessa, assorbita, ecc).


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco21


c) Posizionamento dei moduli c) Posizionamento dei moduli

La posizione dei moduli rispetto al sole influisce La posizione dei moduli rispetto al sole influisce notevolmente sulla quantità di energia captata e quindi notevolmente sulla quantità di energia captata e quindi sulla quantità di energia elettrica prodotta. I parametri sulla quantità di energia elettrica prodotta. I parametri che direttamente influiscono sul fenomeno sono:che direttamente influiscono sul fenomeno sono:

• l’ angolo di inclinazione rispetto all’orizzontale (tilt)l’ angolo di inclinazione rispetto all’orizzontale (tilt)

• l’ angolo di azimut (orientamento rispetto al Sud)l’ angolo di azimut (orientamento rispetto al Sud)


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco22


c) Posizionamento dei moduli c) Posizionamento dei moduli

Nel nostro emisfero (Nord) l’energia elettrica prodotta è massima per angolo di tilt uguale circa alla latitudine locale e orientamento a Sud (azimut = 0).

Variazioni di angolo di tilt ± 15° e di azimut ± 45° rispetto a Sud non comportano sensibili peggioramenti delle radiazioni incidenti. Ciò comporta una notevole flessibilità nell’orientamento dei moduli FV.


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco23


d) Efficienza del BOSd) Efficienza del BOS (Balance Of System)(Balance Of System) elettricoelettrico

L’efficienza complessiva dell’impianto è influenzata dai componenti elettrici necessari al trasferimento dell’energia prodotta dal modulo FV all’utenza.

Tale rendimento tiene conto delle perdite elettriche nell’inverter/trasformatore, nelle linee e nei componenti elettronici e a causa dell’aumento della temperatura dei moduli.

Valori di Bos accettabili vanno dall’ 75% all’ 80%


PRODOTTA

DA UN SISTEMA FV

I. De Marco24


I sistemi FV non sono ancora concorrenziali con le tecnologie I sistemi FV non sono ancora concorrenziali con le tecnologie tradizionali per la produzione di energia elettrica. Ciò è tradizionali per la produzione di energia elettrica. Ciò è dovuto al costo ancora elevato della materia prima e della dovuto al costo ancora elevato della materia prima e della lavorazione necessaria per la produzione dei moduli. lavorazione necessaria per la produzione dei moduli.

Ma anche perché il mercato dell’energia ancora nonMa anche perché il mercato dell’energia ancora non tiene tiene conto conto dei costi realidei costi reali,, ma nascostima nascosti,, che iche i combustibili fossili combustibili fossili utilizzati per la produzione elettrica fanno pagare utilizzati per la produzione elettrica fanno pagare all’ambiente e all’uomo.all’ambiente e all’uomo.

Per motivi di tutela ambientale, ma anche a causa della grande vulnerabilità dei paesi occidentali, petrolio dipendenti, c’è da parte dei Governi una grossa spinta alla diffusione delle tecnologie FV attraverso programmi di incentivazione nazionali e internazionali.

IL COSTOIL COSTO DI UN SISTEMADI UN SISTEMA FVFV

I. De Marco25


Il costo di un impianto FV è condizionato principalmente :

• dalla tipologia dell’impianto (isolato o connesso alla rete) ;

• dai materiali costituenti i moduli FV;

• dalla qualità dell’ inverter ;

• dalle batterie di accumulo per i sistemi isolati ;

• dalla struttura di supporto dei moduli .

IL COSTOIL COSTO

DI UN SISTEMA FVDI UN SISTEMA FV

I. De Marco26


Distribuzione dei costi di un sistema FV di piccola taglia connesso alla rete

60%15%

10%

15% moduli

inverter

BOS

installazione

IL COSTOIL COSTO


I. De Marco27


Costo dell’impianto per unità di potenza

installata€ / kWp

Impianto FV connesso alla rete

da 7000 a 7500

Impianto FV

isolatoda 8000 a 9000

IL COSTOIL COSTO


I. De Marco28

COLLAUDO DI UN IMPIANTO FVCOLLAUDO DI UN IMPIANTO FV

Dopo la messa in opera dell’impianto la ditta

installatrice deve effettuarne il collaudo

verificando che lo stesso risponde alle specifiche

funzionali del progetto.


I. De Marco29


Raccomandazioni preliminari

• Evitare il collaudo nelle giornate afose (umidità, aumento radiazione diffusa)

• Verificare le condizioni di irraggiamento stabili (assenza di nuvole)

• Evitare il collaudo nelle ore più calde (aumento della T moduli e decremento del rendimento)

• Allineare il sensore delle radiazioni al piano dei moduli


I. De Marco30


Raccomandazioni preliminari

• Verificare la radiazione di almeno 700 W/m2

• Fare un esame visivo dell’intero sistema

• Verificare la pulizia del piano dei moduli

• Fare più serie di misure e considerare il valor medio (scartando il valore min e quello max)

• Annotare le misure sulla scheda di collaudo.


I. De Marco31


Prima delle verifiche tecnico-funzionali occorre effettuare un esame visivo di ogni componente dell’impianto. In particolare :

• I moduli

• I cablaggi

• La marcatura dei cavi elettrici

• I collegamenti di messa a terra


I. De Marco32


Verifica tecnico-funzionale

1. Verifica della tensione di uscita dal campo FV

2. Verifica dell’isolamento

3. Verifica della potenza (lato campo FV in cc e lato inverter in ca)


I. De Marco33



1.Verifica della tensione di uscita dal campo FV

La tensione sarà la somma delle tensioni dei moduli (in serie).

La misura viene effettuata con inverter spento e sezionatori aperti.

(Valori di Tensione leggermente più bassi sono dovuti all’aumento della temperatura dei moduli)


I. De Marco34



2. Verifica dell’isolamento

Occorre verificare che non ci siano dispersioni di corrente verso terra.

La misura viene effettuata con inverter spento e sezionatori aperti.

Il puntale negativo del tester viene collegato alla massa e quello positivo prima sul positivo della stringa e poi sul negativo.

Nelle due misure il valore della resistenza elettrica deve essere superiore o uguale a 200Mega ohm.


I. De Marco35



3. Verifica della potenza del sistema

Occorre prima misurare la radiazione solare espressa in Watt/m2

La misura viene effettuata con il piranometro il cui segnale elettrico è misurato mV/mV/W/cm2 essendo mV/W/cm2 la costante dello strumento.

Ad esempio, se misuriamo 10 mVolt e la costante dello strumento è 14 mVolt/W/cm2 sia avrà una radiazione solare di 10 x 1000/14 = 714 W/ m2


I. De Marco36



3.1 Verifica della potenza Pcc all’uscita del campo FV (in corrente continua)

Occorre che la potenza misurata sia superiore all’85% della potenza di picco e in proporzione alla radiazione solare misurata rispetto a quella standard (1000 Watt/m2 ). Ossia :

Pcc > 85% Pp Imis /Istandard

Se la potenza di picco dell’impianto è di 700 Watt e la radiazione solare misurata è di 714 Watt/m2 il valore misurato deve essere superiore a 85% x700 x 714/1000 ossia di almeno 425 Watt.


I. De Marco37



3.2 Verifica della potenza Pca all’uscita dell’inverter (in corrente alternata)

Occorre che la potenza misurata sia superiore all’90% della potenza Pcc (all’uscita del campo FV ) o analogamente che sia superiore al 75% della potenza di picco e in proporzione alla radiazione solare misurata rispetto a quella standard (1000 Watt/m2 ). Ossia :

Pca > 90% Pcc oppure

Pac > 75% Pp Imis /Istandard


I. De Marco38



3.2 Verifica della potenza Pca all’uscita dell’inverter (in corrente alternata)

Ossia se la potenza Pcc all’uscita del campo FV misura 440 Watt la verifica è soddisfatta se misuriamo almeno 396 Watt all’uscita dell’inverter.

La misura viene effettuata con inverter aperto.

Questa verifica misura le perdite dell’inverter che non devono essere superiori al 10% ( >=90%)


I. De Marco39



Tutti i parametri misurati dovranno essere necessariamente riportati nelle schede di collaudo.


I. De Marco40

ANALISI DI CONVENIENZAANALISI DI CONVENIENZA

DATI DI PROGETTODATI DI PROGETTO

-DOMANDA DI POTENZA ELETTRICA PDOMANDA DI POTENZA ELETTRICA Ppp [kW[kWpp]]

-INSOLAZIONE GIORNALIERA MAX I [kWh/mINSOLAZIONE GIORNALIERA MAX I [kWh/m22g]g]

-INSOLAZIONE GIORN. MEDIA L’ANNO IINSOLAZIONE GIORN. MEDIA L’ANNO Im m [ “ ][ “ ]

-COSTO UNITARIO DEL SISTEMA COSTO UNITARIO DEL SISTEMA CP [€/kWp] CP [€/kWp]

-COSTO ANNUO DI MANUTENZIONE CCOSTO ANNUO DI MANUTENZIONE Cmm [€/anno] [€/anno]

-COSTO COMPLESSIVO ELETTRICITA’ CCOSTO COMPLESSIVO ELETTRICITA’ CE E [€/kWh][€/kWh]


I. De Marco41

ANALISI DI CONVENIENZA


-VITA TECNOLOGICA DELL’IMPIANTOVITA TECNOLOGICA DELL’IMPIANTO v [anni]v [anni]

-TASSO INTERESSE DI CALCOLO i [%]TASSO INTERESSE DI CALCOLO i [%]

Dove:Dove: i = R – f –f’ ; i = R – f –f’ ; R = interesse nominaleR = interesse nominale

f = inflazione f = inflazione f’= deriva f’= deriva


I. De Marco42


EFFICIENZE DEL SISTEMA FOTOVOLTAICOEFFICIENZE DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO

- EFFICIENZA MODULI FVEFFICIENZA MODULI FV ((ηηmm = 10 % a 16%) = 10 % a 16%)

rapporto tra energia elettrica prodotta in c.c. e la rapporto tra energia elettrica prodotta in c.c. e la radiazione solare incidente sul sitoradiazione solare incidente sul sito

- EFFICIENZA BOS EFFICIENZA BOS ( ( ηηBosBos = 75 % a 85%) = 75 % a 85%)

tiene conto di tutte le perdite in linea e delle perdite nei tiene conto di tutte le perdite in linea e delle perdite nei componenti elettrici (inverter, riscaldamento dei moduli)componenti elettrici (inverter, riscaldamento dei moduli)

- SUPERFICIE DEL SISTEMASUPERFICIE DEL SISTEMA S= mS= m22/kWp ( da 8 a 10)/kWp ( da 8 a 10)

Rappresenta la superficie occupata per kW di picco Rappresenta la superficie occupata per kW di picco prodottoprodotto

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICI ANALISI DI CONVENIENZA

I. De Marco43

SCHEMA OPERATIVOSCHEMA OPERATIVO

I ed II ed Imm siano rispettivamente le insolazioni massime e medie siano rispettivamente le insolazioni massime e medie

nell’anno della località, espresse in nell’anno della località, espresse in [kWh/m[kWh/m22 giorno]. giorno].

Se Se DD è la domanda di kWh /giorno richiesta ed è la domanda di kWh /giorno richiesta ed hheqeq le ore al le ore al

giorno di sole equivalenti medie nell’anno per la località di giorno di sole equivalenti medie nell’anno per la località di ubicazione dell’impianto, la potenza da installare sarà: ubicazione dell’impianto, la potenza da installare sarà:

PPpp = D / h = D / heq eq x x BosBos [ kW[ kWpp]]

Il numero dei moduli sarà :Il numero dei moduli sarà :

n = Pn = Ppp / P / Pmm

Dove PDove Pmm è la potenza elettrica di ogni singolo modulo è la potenza elettrica di ogni singolo modulo

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICIANALISI DI CONVENIENZA

I. De Marco44

LA QUANTITA’ DI ENERGIA ELETTRICA PRODOTTA LA QUANTITA’ DI ENERGIA ELETTRICA PRODOTTA MEDIAMENTE IN UN ANNO SARA’:MEDIAMENTE IN UN ANNO SARA’:

QQEE = P = Ppp x S x I x S x Im m x g x x g x mm x x BosBos [kWh/a][kWh/a]

IL FLUSSO DI CASSA LORDO SARA’:IL FLUSSO DI CASSA LORDO SARA’:

FCFCLL = Q = QEE x C x CEE [€/a][€/a]

Se CSe Cm m è il costo percentuale annuo di manutenzione rispetto è il costo percentuale annuo di manutenzione rispetto

al costo dell’impianto INVal costo dell’impianto INV

IL FLUSSO DI CASSA NETTO SARA’:IL FLUSSO DI CASSA NETTO SARA’:

FCFCNN = FC = FCLL – C – Cmm x INV x INV [€/a] [€/a]


I. De Marco45

L’INVESTIMENTO SARA’:L’INVESTIMENTO SARA’:

INV = CP x PINV = CP x Ppp [€][€]

IL VAN SARA’:IL VAN SARA’:

VAN = FCVAN = FCNN x FA – INV x FA – INV [€][€]

IMPIANTI FOTOVOLTAICIIMPIANTI FOTOVOLTAICI ANALISI DI CONVENIENZA

I. De Marco46

ESEMPIOESEMPIO

DOMANDA DI POTENZA ELETTRICADOMANDA DI POTENZA ELETTRICA PPPP = 2 kWp = 2 kWp

SUPERFICIE DEI MODULI SUPERFICIE DEI MODULI S = 8 mS = 8 m22/kW/kWpp

INSOLAZIONE IN UNA LOCALITA’ COSTIERA INSOLAZIONE IN UNA LOCALITA’ COSTIERA MERIDIONALEMERIDIONALE (*)(*)::

I = 6,70 kWh/mI = 6,70 kWh/m22 g g VALORE MAX NELL’ANNOVALORE MAX NELL’ANNO

IIm m = 4,35 kWh/m= 4,35 kWh/m2 2 gg VALORE MEDIO NELL’ANNOVALORE MEDIO NELL’ANNO

(*) Dati reperiti su “Profilo climatico dell’Italia” edito (*) Dati reperiti su “Profilo climatico dell’Italia” edito dall’ENEA ed. 1999dall’ENEA ed. 1999


I. De Marco47

ESEMPIOESEMPIO

IPOTIZZANDO UN COSTO UNITARIO IPOTIZZANDO UN COSTO UNITARIO DELL’IMPIANTO: CP = 7500 €/kWpDELL’IMPIANTO: CP = 7500 €/kWp SI AVRA’:SI AVRA’:

INV = PINV = Pp p x CP = 15000 € x CP = 15000 €

SE IL COSTO ANNUALE DI MANUTENZIONE E’: SE IL COSTO ANNUALE DI MANUTENZIONE E’:

CCmm = 0,70% INV = 0,70% INV SI AVRA’:SI AVRA’:

CCmm = 105 €/anno = 105 €/anno


I. De Marco48

IPOTIZZIAMO UN COSTO MEDIO ELETTRICO DI IPOTIZZIAMO UN COSTO MEDIO ELETTRICO DI

CCEE = 0,18 €/kWh = 0,18 €/kWh

LA PRODUZIONE ELETTRICA FV IN UN ANNO SARA’: LA PRODUZIONE ELETTRICA FV IN UN ANNO SARA’:

QQEE = P = Ppp x S x I x S x Im m x g x x g x mm x x BosBos ossia:ossia:

QQEE = 2 x 8 x 4,35 x 365 x 0,125 x 0,78 = 2477 kWh/anno = 2 x 8 x 4,35 x 365 x 0,125 x 0,78 = 2477 kWh/anno

Ossia per una potenza installata di 2 kWp si produrrebbero :Ossia per una potenza installata di 2 kWp si produrrebbero :

EE = 2477 kWh nettiEE = 2477 kWh netti


I. De Marco49

IL FLUSSO DI CASSA LORDO SARA’:IL FLUSSO DI CASSA LORDO SARA’:

FCFCLL = Q = QEE x C x CE E = 2477 x 0,18 = 446 [€/anno]= 2477 x 0,18 = 446 [€/anno]

Se CSe Cm m è il costo percentuale annuo di manutenzione è il costo percentuale annuo di manutenzione

rispetto al costo dell’impiantorispetto al costo dell’impianto

IL FLUSSO DI CASSA NETTO SARA’:IL FLUSSO DI CASSA NETTO SARA’:

FCFCNN = FC = FCLL – C – Cmm x INV = x INV =

= 446 – 0,7% x 15000 = 341= 446 – 0,7% x 15000 = 341 [€/anno] [€/anno]


I. De Marco50

IPOTIZZANDO UNA VITA DEL SISTEMA DI 25 ANNI IPOTIZZANDO UNA VITA DEL SISTEMA DI 25 ANNI CON UN TASSO D’INTERESSE DI CALCOLO i = 5%CON UN TASSO D’INTERESSE DI CALCOLO i = 5%

( i = R – f – f’ = 9 – 3 – 1 = 5% )( i = R – f – f’ = 9 – 3 – 1 = 5% )

SI TROVA (FA)SI TROVA (FA)5.25 5.25 = 14,094= 14,094

IL VALORE ATTUALE NETTO SARA’:IL VALORE ATTUALE NETTO SARA’:

VANVAN = FC= FCNN x (FA) x (FA)5.25 5.25 – INV =– INV = - 10194 €- 10194 €


I. De Marco51

IN QUESTE CONDIZIONI, COME SI VEDE IN QUESTE CONDIZIONI, COME SI VEDE L’INVESTIMENTO SAREBBE UN PESSIMO AFFARE.L’INVESTIMENTO SAREBBE UN PESSIMO AFFARE.

PER TALE MOTIVO QUESTA SPECIFICA PER TALE MOTIVO QUESTA SPECIFICA TECNOLOGIA E’ STATA DA ANNI SOVVENZIONATA TECNOLOGIA E’ STATA DA ANNI SOVVENZIONATA CON CONTRIBUTI A FONDO PERDUTO RILEVANTI, CON CONTRIBUTI A FONDO PERDUTO RILEVANTI, CIOE’ FINO AL 75% DELL’INVESTIMENTO.CIOE’ FINO AL 75% DELL’INVESTIMENTO.

In queste condizioni, mettendo a proprio carico soloIn queste condizioni, mettendo a proprio carico solo un un quartoquarto dell’onere complessivo si avrebbe.dell’onere complessivo si avrebbe.

VAN = FCVAN = FCNN x (FA) x (FA)5.25 5.25 – INV = 1056 €– INV = 1056 €


I. De Marco52

IL TEMPO DI RITORNO SEMPLICE O PAY-BACK IL TEMPO DI RITORNO SEMPLICE O PAY-BACK DELL’INVESTIMENTO SARA’DELL’INVESTIMENTO SARA’

TR = INV / FC = 3750 / 341 = 11,0 ANNITR = INV / FC = 3750 / 341 = 11,0 ANNI

MENTRE IL TEMPO DI RITORNO ATTUALIZZATOMENTRE IL TEMPO DI RITORNO ATTUALIZZATO T.R.A.T.R.A. (parametro più corretto!) SARA’ POCO PIU’ DI(parametro più corretto!) SARA’ POCO PIU’ DI 16 16 ANNI.ANNI.


I. De Marco53

VALUTIAMO IL COSTO DEL KILOWATTORA VALUTIAMO IL COSTO DEL KILOWATTORA PRODOTTO DA FONTE FOTOVOLTAICA PRODOTTO DA FONTE FOTOVOLTAICA CONSIDERANDO L’INVESTIMENTO CON O SENZA CONSIDERANDO L’INVESTIMENTO CON O SENZA CONTRIBUTI.CONTRIBUTI.

Costo del kWh = ( INV/FA + Cm) / QCosto del kWh = ( INV/FA + Cm) / QEE

Senza contributi CSenza contributi C = (15000/14,094 + 0,7% 15000)/2477= (15000/14,094 + 0,7% 15000)/2477 = = 0,47 €/kWh 0,47 €/kWh

Con contributiCon contributi CC == (3750/14,094 + 0,7% 15000)/2477(3750/14,094 + 0,7% 15000)/2477 = = 0,15 €/kWh0,15 €/kWh

Quest’ultimo valore é di poco inferiore a quello medio praticato dalle Quest’ultimo valore é di poco inferiore a quello medio praticato dalle attuali tariffe del fornitore elettrico.attuali tariffe del fornitore elettrico.


I. De Marco54

COME SI VEDE, NEL MIGLORE DEI CASI, CIOE’ COME SI VEDE, NEL MIGLORE DEI CASI, CIOE’ CONSIDERANDO LOCALITA’ BEN INSOLATE E CONSIDERANDO LOCALITA’ BEN INSOLATE E TENENDO ANCHE IN CONTO I CONTRIBUTI A TENENDO ANCHE IN CONTO I CONTRIBUTI A FONDO PERDUTO, LA CONVENIENZA DI FONDO PERDUTO, LA CONVENIENZA DI INSTALLARE I PANNELLI FOTOVOLTAICI INSTALLARE I PANNELLI FOTOVOLTAICI RISULTA QUANTO MENO DISCUTIBILE, A MENO RISULTA QUANTO MENO DISCUTIBILE, A MENO CHE NON ESISTANO ALTRE SPECIFICHE CHE NON ESISTANO ALTRE SPECIFICHE CONDIZIONI CHE RENDONO QUESTA CONDIZIONI CHE RENDONO QUESTA TECNOLOGIA VINCENTE RISPETTO AD ALTRE.TECNOLOGIA VINCENTE RISPETTO AD ALTRE.

IMPIANTI IMPIANTI FOTOVOLTAICIFOTOVOLTAICIANALISI DI CONVENIENZA

I. De Marco55

E’ TUTTAVIA DA TENER PRESENTE LE VARIABILI IN E’ TUTTAVIA DA TENER PRESENTE LE VARIABILI IN GIOCO:GIOCO:

•COSTO DELL’ENERGIA ELETTRICA :COSTO DELL’ENERGIA ELETTRICA :

TENDENZIALMENTETENDENZIALMENTE CRESCENTECRESCENTE

• COSTO DEI PANNELLI FV: COSTO DEI PANNELLI FV:

TENDENZIALMENTE DECRESCENTETENDENZIALMENTE DECRESCENTE

• EFFICIENZA DEL SISTEMA FV :EFFICIENZA DEL SISTEMA FV : CRESCENTECRESCENTE

SONO PERTANTO IPOTIZZABILI NEI PROSSIMI ANNI CONDIZIONI SONO PERTANTO IPOTIZZABILI NEI PROSSIMI ANNI CONDIZIONI CHE CONCORRERANNO A RENDERE CONVENIENTE L’USO DI CHE CONCORRERANNO A RENDERE CONVENIENTE L’USO DI

QUESTA TECNOLOGIA.QUESTA TECNOLOGIA.

IMPIANTI IMPIANTI FOTOVOLTAICIFOTOVOLTAICIANALISI DI CONVENIENZA

I. De Marco56

BENEFICI AMBIENTALIBENEFICI AMBIENTALI

L’energia elettrica prodotta dal fotovoltaico comporta un L’energia elettrica prodotta dal fotovoltaico comporta un evidente vantaggio ambientale, poiché sostituisce l’energia evidente vantaggio ambientale, poiché sostituisce l’energia che altrimenti andrebbe acquistata alla rete elettrica che altrimenti andrebbe acquistata alla rete elettrica nazionale.nazionale.

Infatti il fornitore elettrico (ENEL, EDISON, e altri) Infatti il fornitore elettrico (ENEL, EDISON, e altri) produce energia elettrica con un parco di centrali produce energia elettrica con un parco di centrali eterogeneo: termoelettriche, idroelettriche, eterogeneo: termoelettriche, idroelettriche, geotermoelettriche, eoliche, fotovoltaiche, ecc.geotermoelettriche, eoliche, fotovoltaiche, ecc.

Per produrre 1 kWh elettrico si spendono circa 2,56 Per produrre 1 kWh elettrico si spendono circa 2,56 kWh (o 2200 kcal) sotto forma di combustibile fossile kWh (o 2200 kcal) sotto forma di combustibile fossile (rendimento medio delle centrali del 39%) e di (rendimento medio delle centrali del 39%) e di conseguenza vengono emessi nell’aria circa 0,53 kg di conseguenza vengono emessi nell’aria circa 0,53 kg di CO2CO2

IMPIANTI IMPIANTI FOTOVOLTAICIFOTOVOLTAICI

I. De Marco57


Quantifichiamo l’impatto che tale sostituzione ha Quantifichiamo l’impatto che tale sostituzione ha sull’ambiente in termini di minor produzione di COsull’ambiente in termini di minor produzione di CO22

in aria.in aria.

Consideriamo ad esempio l’impianto FV sul quale Consideriamo ad esempio l’impianto FV sul quale sono state fatte le analisi economiche .sono state fatte le analisi economiche .

Dati : Potenza = 2 kWpDati : Potenza = 2 kWp

Energia elettrica prodotta = 2477 kWh/annoEnergia elettrica prodotta = 2477 kWh/anno

Calcoliamo le emissioni di COCalcoliamo le emissioni di CO22 evitate in un anno per evitate in un anno per

ogni kWp FV installato ogni kWp FV installato


I. De Marco58


Energia elettrica prodotta in un anno

[kWh/kWp]1239

Fattore del mix elettrico

[Kg CO2 / kWh ]0,53

Emissioni evitate in un anno

[Kg CO2 / kWp ]656


I. De Marco59


Se la vita dell’impianto FV è stimata di circa Se la vita dell’impianto FV è stimata di circa 25 anni le emissioni di CO25 anni le emissioni di CO22 evitate evitate saranno:saranno:

2525 x 656 = 16400 Kg COx 656 = 16400 Kg CO22 / kWp / kWp

cioè oltre 16 ton per ogni kWp FV installatocioè oltre 16 ton per ogni kWp FV installato e ………e ……… funzionante!funzionante!


i. de marco 1 impianti fotovoltaici impianti fotovoltaici

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