Intervento di Matteo Campana, di Romagna Innovazione, al Labmeeting di Ravenna 2013 organizzato da Romagna Innovazione ed EQO

1. Matteo Campana - Romagna Innovazione
Fotovoltaico: Tecnologie e casi di
studio aziendali
(Fattibilità tecnico-economiche) “Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni”
Labmeeting

2. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Il solare fotovoltaico
TecnologiaTecnologia Impatto socioeconomicoImpatto socioeconomico
Im
patto
am
bientale
Im
patto
am
bientale
PotenzialePotenziale

3. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
I principi di funzionamento
La radiazione solare, espressa in kWh/mq, esprime la
potenzialità di produzione di energia elettrica come
conversione dell’energia solare irradiata.
In media, tale rapporto è oggi compreso tra il 10% e il
20%, in base alla tecnologia utilizzata

4. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
grid-connectedgrid-connected
a isolaa isola
Il sistemaPannelloPannello
Responsabile della
funzione fotovoltaica,
generalmente costituito
di silicio. I rendimenti
spaziano mediamente
tra il 10% e il 20% a
seconda della tecnologia
InverterInverter
Responsabile della
conversione dell’energia
in corrente continua
generata dai pannelli in
corrente alternata
disponibile per l’utenza
domestica. Ha un
rendimento medio del
90%
ContatoriContatori
Permettono
1.La fruizione della
corrente generata
dall’impianto e
convertita dall’inverter
direttamente dall’utenza
2.L’immissione
dell’energia in rete in
caso di non necessità di
utilizzo
CentralinaCentralina
Permette il
monitoraggio e
controllo remoto
dell’impianto,
verificandone quindi
la produzione
giornaliera e lo stato
di funzionamento

5. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Gli impianti solari fotovoltaici
• Impianti collegati alla rete (anche chiamati grid-connected): sono
gli impianti “tradizionali”, ossia che sono creati con un
collegamento alla rete elettrica nazionale (che realizza il
distributore nazionale di energia elettrica) e che consentono
l’utilizzo istantaneo di energia nel momento del bisogno e
l’immissione sul circuito nazionale (con relativo incentivo statale)
nel momento in cui la produzione non sia necessaria a soddisfare
un’esigenza locale
• Impianti non collegati alla rete (per questo chiamati impianti a
isola): in questo caso l’impianto fotovoltaico non viene collegato
alla rete elettrica nazionale, ma viene realizzato per soli scopi di
auto produzione di energia interna. Con questa modalità non è
possibile ricevere gli incentivi statali dedicati all’immissione in rete
di energia rinnovabile, ma non allacciando l’impianto alla rete
diventa anche non necessario contattare il distributore nazionale di
energia (Enel per conto di Terna) per avere l’allaccio e il relativo
contatore di immissione, riducendo tempi e costi di installazione

6. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Impianti a isola
• Gli impianti a isola, a differenza degli impianti tradizionali connessi alla rete,
prevedono la gestione dell’energia che viene prodotta ma, non essendo l’impianto
collegato alla rete elettrica, è da gestire in termini di accumulo per poterne
usufruire successivamente
• Il costante e recente calo dei costi dei sistemi di accumulo sta favorendo lo
sviluppo di questa tipologia di tecnologia
Note gest. intelligente

7. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Applicazioni: tetti di abitazioni per utenze domestiche, capannoni industriali, impianti
a terra. In base alla taglia e alla tipologia di impianto possono coprire parte o tutto il
fabbisogno energetico istantaneo;
I pannelli /1
• Silicio poli/monocristallino: è la tecnologia
classica e più ad alto rendimento attualmente
in commercio, adatta alle installazioni
tradizionali (es. tetti di abitazioni, coperture di
capannoni industriali, impianti a terra). I
rendimenti, intesi come percentuale di
trasformazioni di energia solare in energia
elettrica, oscillano tra il 15 e il 20% con una
durata di circa 20-25 anni, garantendo
produzione sia con luce diretta che indiretta
(ossia ; il materiale e la struttura hanno un
peso tale da garantire robustezza ma che
richiede alla struttura a cui sono appoggiati di
sopportare un carico medio (proprio di tutte le
abitazioni ma non di tutti i capannoni
industriali, per via dei macchinari che possono
essere già ancorati ad essi).

8. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Applicazioni: capannoni industriali a bassa capacità di carico, vetrate, strutture e
installazioni particolari, utilizzo non edilizio (es. caricabatterie);
I pannelli /2
• Silicio amorfo: deriva strettamente
dal silicio cristallino, ha costi
inferiori di circa il 30-40% rispetto al
silicio cristallino, ma con rendimenti
inferiori (intorno al 10% contro
circa il 20% del cristallino) ma è un
materiale molto più flessibile e
leggero, adatto alle installazioni che
sono vincolate a bassi carichi
strutturali o installazioni particolari
(es. installazioni verticali, in
prossimità di finestre, particolarità
di forme geometriche, ecc.);

9. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
I pannelli /3
• Altre tecnologie: ad oggi esistono altre svariate tecnologie
non basate sul silicio che hanno l’obiettivo di garantire i
rendimenti del silicio cristallino, riducendone il costo o
migliorandone la flessibilità, o altre che semplicemente
forniscono un’alternativa al silicio amorfo. Tra queste
tecnologie possiamo ricordare

10. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Gli inverter
È importante ricordare che la durata media di un inverter è di circa 10 anni, a dispetto dei circa 20-25
anni dei pannelli; per questo motivo è necessario prevedere, a metà vita dell’impianto, una fase di
sostituzione del blocco inverter.

11. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
I componenti ausiliari

12. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Il solare fotovoltaico
TecnologiaTecnologia Impatto socioeconomicoImpatto socioeconomico
Im
patto
am
bientale
Im
patto
am
bientale
PotenzialePotenziale

13. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Gli incentivi /1

14. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Gli incentivi /2
• Prevede un incentivo, dipendente dalle caratteristiche costruttive dei moduli e dal
tipo di installazione, per gli impianti che entreranno in esercizio entro il 31 dicembre
2014
• Le tariffe, a partire da metà 2012 e progressivamente fino a dicembre 2014,
prevedono un calo sostanziale
ContoEnergiaContoEnergia
Quinto CEQuinto CE
0,19 0,17 0,15 0,14 0,13

15. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
La diffusione /1
Fonte: Gse-Rapporto Statistico 2011
http://corrente.gse.it/GSE%20Documenti/Solare%20Fotovoltaico%20Rapporto%20Statistico%202011.pdf

16. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
La diffusione /2
Come gran parte dei paesi
Europei, l’Italia è soggetta
alla normativa del 20-20-20,
ossia ridurre del 20% le
emissioni di gas a effetto
serra, portare al 20% il
risparmio energetico e
aumentare al 20% il
consumo di fonti rinnovabili,
il tutto entro il 2020.
Sicuramente, come emerge
dai dati del rapporto del
GSE, la potenza installata in
Italia è, in proporzione, una
delle più alte in Europa
insieme alla Germania, data
anche la natura favorevole
del territorio.
Fonte: Gse-Rapporto Statistico 2011
http://corrente.gse.it/GSE%20Documenti/Solare%20Fotovoltaico%20Rapporto%20Statistico%202011.pdf

17. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
La diffusione / 3
Numerosità e Potenza totale Cumulata – Ago 2013
Fonte Gse
http://www.gse.it/it/Conto%20Energia/GSE_Documenti/Fotovoltaico/05%20Risultati%20incentivazione/Grafici_della_numerosit%C3%A0_e_della_potenza_totale_cumulata.pdf

18. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Costo

19. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Simulazione applicativa
In generale, effettuando una simulazione su un consumo medio domestico (potenza 3 kWp),
basandosi sulla zona di Forlì e su un consumo medio annuo stimato (pari a 3.229 kWh), si ottiene
quanto segue.
Per le stime di simulazione si rimanda a questo applicativo http://www.calcolainrete.com/.

20. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Il solare fotovoltaico
TecnologiaTecnologia Impatto socioeconomicoImpatto socioeconomico
Im
patto
am
bientale
Im
patto
am
bientale
PotenzialePotenziale

21. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Impatti ambientali /1
5.117 kWh
circa 2.500 kgCO2
Media di 140 gCO2/km
circa 18.000 km
* Fonte il sole 24 ore

22. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Impatti ambientali /2La normativa del V Conto Energia, con ottica orientata ai futuri impianti specifica l’ambito e le modalità
di incentivazione per sole alcune tipologie di impianti fotovoltaici, e in particolare (estratto del V Conto
Energia, art. 7 comma 5 lettera a)
“I moduli fotovoltaici devono essere prodotti da un produttore che aderisce a un sistema o consorzio
europeo che garantisca il riciclo dei moduli fotovoltaici utilizzati al termine della vita utile dei
moduli; l’attestazione è rilasciata dal sistema o consorzio di riciclo; per i moduli importati, l’adesione
può essere effettuata dall’importatore”
In generale, nel momento in cui si parla di riciclo di pannelli fotovoltaici, è importante distinguere il
problema del riciclo nelle parti fondamentali di cui il pannello stesso è suddiviso, ossia:

23. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Dopo 20 anni il silicio perde la sua purezza e di conseguenza la sua capacità di trasformazione
di energia solare in elettrica, vedendo un consistente calo di capacità produttiva dell’intero
impianto
Per poter effettuare qualsiasi operazione di riciclo e recupero del silicio, è necessario
separarlo dalle impurità e dai materiali a cui è mischiato per creare il wafer di silicio del
pannello (es. colle, cavi di rame, ecc.); sono allo studio oggi alcuni processi chimici in grado di
separare il silicio dalle impurità per iniziare poi un processo in grado di rendere nuovamente
puro e produttivo il minerale, ma ad oggi è solo ricerca.
Impatti ambientali /3

24. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Impatti ambientali /4

25. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Potenzialità
• Agrovoltaico, con
installazioni funzionali alla
coltivazione o lavorazione
del prodotto
• Riqualificazione di aree
industriali
• GAS, ovvero Gruppi di
Acquisto Solare che
aiutano i privati cittadini
creando reti private per la
creazione e sfruttamento
di impianti condivisi
• Tecnologie a
concentrazione
• Tecnologie a
inseguimento
• Tecnologie a
rendimento combinato
elettrico/termico
• Azione combinata di
produzione elettrica e
efficienza energetica
TecnologieTecnologie ApplicazioniApplicazioni

26. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Metodologia di fattibilità fotovoltaica

27. Labmeeting – Ottimizzazione energetica nelle imprese e nelle istituzioni
Grazie per l’attenzione
• Link istituzionali
– http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?type=IM-PRESS&reference=20081216IPR44857&language=IT: pacchetto clima 20-20-20;
– http://www.eerg.it/resource/pages/it/Progetti_-_MICENE/compendio_misure_consumi_elettrici.pdf: consumi elettrici medi;
– http://www.energyexpert.it/attachments/article/229/DM-quinto-conto-energia-fotovoltaico_6lug2012.pdf: quinto conto enegia;
– www.gse.it: Gestore del Servizio Elettrico nazionale;
– www.aeeg.it: Autorità dell’Energia Elettrica e del Gas;
• Link didattici e informativi
– http://www.energia360.org/effetto_fotovoltaico.html: introduzione alla spiegazione sull’effetto fotovoltaico;
– http://www.pannellisolari.name/effetto-fotovoltaico.php: spiegazione all’effetto fotovoltaico;
– http://www.enerpoint.it/solare/fotovoltaico/tecnologia/inverter-e-centraline.php: spiegazione del sistema di impianto fotovoltaico;
– http://www.pvcycle.org/it/: organismo europeo di smaltimento e riciclo di pannelli fotovoltaici;
– http://www.nextville.it/index/460: spiegazione e illustrazione di inverter di impianti fotovoltaici;
– http://it.wikipedia.org/wiki/Modulo_fotovoltaico: illustrazione tecnica di costruzione di pannelli fotovoltaici;
– http://www.nextville.it/index/444: : illustrazione delle diverse tipologie di pannelli fotovoltaici e loro tecnologie;
– http://www.nextville.it/index/466: tecnologie alternative per pannelli fotovoltaici;
– http://www.ecoage.it/rendimento-pannelli-solari.htm: rendimento pannelli solari;
– http://www.incentivifotovoltaico.name/costo-impianti-fotovoltaici.php: ripartizione di costi per impianti fotovoltaici;
– http://www.nitenssrl.it/pages/fotovoltaico/tecnologie.php: pannelli fotovoltaici in silicio amorfo;
• Link a simulatori
– http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/: simulatore professionale di produttività di impianti fotovoltaici;
– http://www.calcolainrete.com/: simulatore semplificato” con calcolo dei risparmi in bolletta e della produzione energetica;