Quale e’ la differenza tra pannelli solari termici e fotovoltaici?

Si tratta di impianti ben diversi fra loro. Sia per i principi della fisica che vanno a sfruttare, sia per i componenti che utilizzano. In estrema sintesi il collettore è un apparato idraulico, mentre il modulo fotovoltaico è un apparato elettrico. Un collettore solare sfrutta la radiazione solare per scaldare l'acqua e alimentare il riscaldamento degli ambienti. Un modulo solare (detto anche modulo fotovoltaico o generatore solare) trasforma direttamente la radiazione solare in corrente elettrica.

Cos' è l'energia fotovoltaica ?

Materiali e dispositivi si dicono fotovoltaici quando sono capaci di assorbire radiazioni luminose (generalmente radiazioni solari) e convertire l'energia dei fotoni in energia elettrica in forma di corrente o di differenza di potenziale (effetto fotovoltaico). Nel 1839 il fisico francese Alexandre-Edmond Becquerel scopri' il fenomeno su cui si basano le celle solari, il cosiddetto effetto fotoelettrico, ma la cella fotovoltaica fu inventata solo intorno al 1950.  Da allora le celle solari(vedi, che cosa sono le celle) sono utilizzate in ambito aerospaziale e nella produzione di calcolatrici, orologi, colonnine di SOS, ma l'applicazione primaria è l'immissione di corrente nella rete elettrica pubblica.

Cos' è un modulo fotovoltaico ?

Un modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico(vedi, energia fotovoltaica) ed è usato per generare elettricità, in corrente continua a partire dalla luce del sole(vedi, che cos’è l’insolazione).

Che cos'è la "insolazione"?

L'insolazione è l'energia che si può raccogliere in un giorno in una superficie piana orizzontale e si misura in kWp/m2.

Che cos'e' la "radiazione solare al suolo" o "irraggiamento al suolo"?

A causa dell'atmosfera terrestre, parte dell'irraggiamento solare sulla terra viene nuovamente riflesso nello spazio per effetto delle molecole dell'aria, del vapore acqueo o del pulviscolo atmosferico. L'intensità massima dell'Irraggiamento al suolo e' pertanto inferiore al valore della costante Solare che secondo le più recenti misurazioni e' pari a 1367 W/m2. L'intensità massima di Irradiazione solare misurata al livello del mare vale circa 1000 W/m2 in condizioni di giornata serena e a mezzogiorno. Tale valore e' fortemente influenzato dall'andamento delle condizioni atmosferiche.  

Che cos' e' Radiazione Diretta incidente su una superficie inclinata "?

La  radiazione Diretta, e' la radiazione che raggiunge una determinata superficie con un unico e ben definito angolo di incidenza formato tra i raggi solari e la normale alla superficie del pannello. La radiazione Diretta e' influenzata dalla Latitudine della località in cui viene misurata.

Che cos'è la Latitudine ?

La Latitudine e' la misura angolare dell'arco di meridiano compreso tra l'Equatore e il Parallelo passante per il punto; si misura da  0 a 90 gradi verso Nord e da 0 a -90 gradi verso Sud.

Che cos'e' la Radiazione Diffusa o Indiretta ?

La radiazione Diffusa, detta anche Indiretta,(vedi "L'inclinazione della superficie captante") rappresenta quella quota che arriva al suolo dopo aver colpito una particella dell'atmosfera; questo urto fa cambiare l'angolo di incidenza - pertanto arriva sulla superficie terrestre con diversi angoli. Questo tipo di radiazione aumenta, relativamente alla radiazione totale, in presenza di cieli nuvolosi.

Che cos'è la Radiazione Riflessa ?

Una superficie inclinata e' investita, seppur in minima parta, dalla radiazione solare proveniente dalla riflessione dell'ambiente circostante. La quantita' di radiazione solare riflessa viene misurata attraverso un coefficiente di Albedo.

Che cosa e' l'Albedo? 

L'albedo (dal latino albedo, "bianchezza", da album, "bianco") di una superficie e' la frazione di luce o, più in generale, di radiazione incidente che viene riflessa indietro. L'esatto valore della frazione dipende, per lo stesso materiale, dalla lunghezza d'onda della radiazione considerata. Se la parola albedo viene usata senza ulteriori specifiche, si intende la luce visibile. L'albedo massima e' 1, quando tutta la luce incidente viene riflessa. 

L'albedo minima e' 0, quando nessuna frazione della luce viene riflessa. In termini di luce visibile, il primo caso e' quello di un oggetto perfettamente bianco, l'altro di un oggetto perfettamente nero. Valori intermedi significano situazioni intermedie. L'albedo della neve fresca arriva fino a 0,9. Il carbone ha un'albedo molto bassa. Una lavagna ha un'albedo di circa 0,15. L'albedo si può anche misurare in percentuale, ponendo 1 uguale a 100%. La Terra ha un'albedo media di 0,37-0,39, (37%-39%).

Che cos'e' la Radiazione Assorbita ?

E' quella radiazione che ha incontrato un ostacolo qualsiasi al quale ha ceduto tutta o una parte della propria energia. L'Energia che non arriva alla superficie della terra si dice estinta ed e' formata dalla radiazione assorbita, la radiazione riflessa e la radiazione diffusa nello spazio.

Che cos' e' l'Inclinazione della Superficie Captante ?

Il posizionamento al suolo della superficie captante dipende da due angoli particolari, in funzione dei quali varia il diagramma di produzione dell'impianto fotovoltaico.

L' ANGOLO DI TILT,  ovvero l'inclinazione tra la superficie captante e il piano orizzontale, angolo che puo' assumere generalmente valori tra 25 e 50 gradi.

L' AZIMUT, ovvero l'inclinazione sul piano orizzontale tra la normale alla superficie e la direzione del SUD geografico, angolo che assume valori da 0 a 180 gradi per rotazioni verso OVEST  e da 0 a -180 gradi per rotazioni verso EST.(vedi, latitudine)

La scelta dell'esposizione ottimale (Angolo di Tilt e Angolo di Azimut) deriva dalla necessità di ricavare dal sistema la massima producibilità su base annua.

Che cosa significa PV?

PV è l'abbreviazione internazionale di conversione fotovoltaica, il procedimento fisico con cui una cella solare trasforma la radiazione del sole in elettricità.

Che cosa significa kWp?

Il kilowatt di picco (kWp) esprime la potenza di un modulo solare o fotovoltaico in condizioni standard STC (irradiazione 1.000 W/mq, temperatura del modulo 25 è C , spettro solare "AM1,5").

Che cosa significa Wp?

La sigla Wp sta per watt di picco [ Wp (1.000 Wp = 1 kWp ) ] ed esprime la potenza nominale in determinate condizioni . Con Wp si esprime quindi non tanto la potenza standard, quanto la potenza massima erogata da un modulo in condizioni ottimali.

Che cosa significa kWh?

kWh e' l'abbreviazione di kilowattora e rappresenta l'unita' di misura dell'energia prodotta. 1 kWh corrisponde ad una potenza costante di 1000 W prodotta per un'ora. Questa stessa unità di misura viene utilizzata dai fornitori di energia per calcolare i consumi. In gergo uno 'scatto' del contatore corrisponde ad 1kWh. 

Come funziona un impianto fotovoltaico?

Le singole celle solari vengono collegate per costituire i moduli solari che trasformano la radiazione solare in corrente elettrica: quando la radiazione (solare) colpisce un modulo fotovoltaico, la sua energia si converte in corrente continua. Un inverter provvede infine a trasformare la corrente continua prodotta in corrente alternata alla frequenza e alla tensione di funzionamento della rete elettrica. L'inverter viene installato in posizione idonea tra i moduli solari e i quadri elettrici.

Un modulo fotovoltaico sfrutta quindi la luce del sole e produce corrente anche quando il cielo e' nuvoloso o coperto ed e' in grado di funzionare anche con la luce artificiale. (Ovviamente il rendimento dipende dalla quantità di luce).

Che cos' e' un inverter?

Un inverter è un dispositivo elettronico in grado di convertire corrente continua in corrente alternata eventualmente a tensione diversa. Si tratta di un tipo particolare di inverter progettato espressamente per convertire l'energia elettrica sotto forma di corrente continua prodotta da modulo fotovoltaico, in corrente alternata da immettere direttamente nella rete elettrica.  Un'altra caratteristica importante di un inverter fotovoltaico, è l'interfaccia di rete. Questa funzione, generalmente integrata nella macchina, deve rispondere ai requisiti imposti dalle normative dei diversi enti di erogazione di energia elettrica. In Italia, ENEL ha rilasciato la normativa DK5950. Un inverter fotovoltaico connesso in rete deve sottostare a questa normativa e nel futuro imminente, alla nuova norma DK5940. Questa norma prevede una serie di misure di sicurezza tali da evitare l'immissione di energia nella rete elettrica qualora i parametri di questa, siano fuori dai limiti di accettabilità.

Queste macchine estendono la funzione base di un inverter generico con funzioni estremamente sofisticate e all'avanguardia, mediante l'impiego di particolari sistemi di controllo software e hardware che consentono di estrarre dai pannelli solari, la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione meteorologica. Questa funzione prende il nome di MPPT, un acronimo di origine Inglese che sta per Maximum Power Point Tracker. I moduli fotovoltaici infatti, hanno una curva caratteristica V/I tale che esiste un punto di lavoro ottimale, detto appunto Maximum Power Point, dove è possibile estrarre tutta la potenza disponibile. Questo punto della caratteristica varia continuamente in funzione del livello di radiazione solare che colpisce la superficie delle celle. È evidente che un inverter in grado di restare "agganciato" a questo punto, otterrà sempre la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione. Ci sono svariate tecniche di realizzazione della funzione MPPT, che si differenziano per prestazioni dinamiche (tempo di assestamento) e accuratezza. Sebbene la precisione dell'MPPT sia estremamente importante, il tempo di assestamento lo è, in taluni casi, ancor più. Mentre tutti i produttori di inverter riescono ad ottenere grande precisione sull'MPPT (tipicamente tra il 99-99,6% della massima disponibile), solo in pochi riescono ad unire precisione a velocità. E' infatti nelle giornate con nuvolosità variabile che si verificano sbalzi di potenza solare ampi e repentini. È molto comune rilevare variazioni da 100W/m² a 1000-1200W/m² in meno 2 secondi. In queste condizioni, che sono molto frequenti, un inverter con tempi di assestamento minori di 5 secondi riesce a produrre fino al 15%-20% di energia in più di uno lento. Alcuni inverter fotovoltaici sono dotati di stadi di potenza modulari, e alcuni sono addirittura dotati di un MPPT per ogni stadio di potenza. In questo modo i produttori lasciano all'ingegneria di sistema la libertà di configurare un funzionamento master/slave o a MPPT indipendenti. In genere l'impiego di MPPT separati fa perdere qualche punto percentuale di rendimento elettrico medio della macchina, che è costretta a funzionare a pieno regime anche con irraggiamento scarso. Tuttavia non è infrequente che la superficie dei pannelli solari non possa essere esposta al sole uniformemente su tutto il campo perché disposto su due diverse falde del tetto, oppure che i moduli non possano essere distribuiti su stringhe di uguale lunghezza. In questo caso l'utilizzo di un solo MPPT porterebbe l'inverter a lavorare fuori dal punto di massima potenza e conseguentemente la produzione di energia ne sarebbe danneggiata.

Che cos' e' MPPT ?

La funzionalita' di cui sono dotati gli inverter che prende il nome di MPPT - Punto di Massima Potenza, deriva da un acronimo di origine Inglese che sta per Maximum Power Point Tracker. I moduli fotovoltaici infatti, hanno una curva caratteristica V/I tale che esiste un punto di lavoro ottimale, detto appunto Maximum Power Point, dove è possibile estrarre tutta la potenza disponibile. Questo punto della caratteristica varia continuamente in funzione del livello di radiazione solare che colpisce la superficie delle celle. È evidente che un inverter in grado di restare "agganciato" a questo punto, otterrà sempre la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione. Ci sono svariate tecniche di realizzazione della funzione MPPT, che si differenziano per prestazioni dinamiche (tempo di assestamento) e accuratezza. Sebbene la precisione dell'MPPT sia estremamente importante, il tempo di assestamento lo è, in taluni casi, ancor più. Mentre tutti i produttori di inverter riescono ad ottenere grande precisione sull'MPPT (tipicamente tra il 99-99,6% della massima disponibile), solo in pochi riescono ad unire precisione a velocità. E' infatti nelle giornate con nuvolosità variabile che si verificano sbalzi di potenza solare ampi e repentini. È molto comune rilevare variazioni da 100W/m² a 1000-1200W/m² in meno 2 secondi. In queste condizioni, che sono molto frequenti, un inverter con tempi di assestamento minori di 5 secondi riesce a produrre fino al 15%-20% di energia in più di uno lento. Alcuni inverter sono dotati di stadi di potenza modulari, e alcuni sono addirittura dotati di un MPPT per ogni stadio di potenza. In questo modo i produttori lasciano all'ingegneria di sistema la libertà di configurare un funzionamento master/slave o a MPPT indipendenti. In genere l'impiego di MPPT separati fa perdere qualche punto percentuale di rendimento elettrico medio della macchina, che è costretta a funzionare a pieno regime anche con irraggiamento scarso. Tuttavia non è infrequente che la superficie dei pannelli solari non possa essere esposta al sole uniformemente su tutto il campo perché disposto su due diverse falde del tetto, oppure che i moduli non possano essere distribuiti su stringhe di uguale lunghezza. In questo caso l'utilizzo di un solo MPPT porterebbe l'inverter a lavorare fuori dal punto di massima potenza e conseguentemente la produzione di energia ne sarebbe danneggiata.

Cos' è la corrente alternata ?

La corrente alternata (CA) è caratterizzata da un flusso di corrente variabile nel tempo sia in intensità che in direzione ad intervalli più o meno regolari. Normalmente la corrente elettrica viene distribuita sotto forma di corrente alternata a 50 Hz (il + e il - si alternano nei conduttori ogni cinquantesimo di secondo). L'utilizzo della corrente alternata deriva dal fatto che i generatori producono di norma corrente alternata.

Cos' è la corrente continua ?

La corrente continua (CC) è caratterizzata da un flusso di corrente di intensità e direzione costante nel tempo. In una corrente continua gli elettroni fluiscono sempre nello stesso senso all'interno del circuito. La corrente continua è largamente usata a bassa tensione in elettronica, specialmente nelle apparecchiature alimentate con pile e batterie, che sono in grado di generare esclusivamente corrente continua. Per questo motivo è impiegata negli impianti elettrici delle automobili, dove viene accumulata in una batteria al piombo dopo essere stata generata dall'alternatore e trasformata in continua. È continua anche l'energia elettrica prodotta da pannelli fotovoltaici e pile a combustibile. In un sistema in corrente continua, a differenza di uno in alternata, è molto importante rispettare il verso della corrente, ovvero la polarità. Esiste infatti nelle batterie un polo positivo ed uno negativo, che devono essere correttamente collegati al carico.

Che cosa sono le celle monocristalline, policristalline e a film sottile?

In base al tipo di cristalli si distinguono tre tipi di celle: monocristalline, policristalline e amorfe.  Per la produzione delle celle in silicio monocristallino si utilizza materiale semiconduttore a elevata purezza: dal silicio liquido si estraggono delle barre di monocristallo che vengono successivamente tagliate in sottili fette. Questo procedimento garantisce un grado di rendimento della cella relativamente elevato, ma non influisce direttamente sull'efficienza del modulo. Precedentemente il materiale monocristallino era utilizzato esclusivamente nella produzione di chip. Piu' economica e' la produzione di celle policristalline in cui dal silicio fuso si ricavano dei blocchi che vengono successivamente tagliati a fette. Nel corso della solidificazione del materiale si formano strutture cristalline di varie dimensioni che presentano alcuni difetti sui contorni. Questi difetti riducono l'efficienza della cella, ma spesso nel modulo sono compensati in quanto, a differenza del materiale monocristallino, si ottengono celle di forma squadrata che consentono un migliore sfruttamento della superficie. Quando lo strato fotovoltaico attivo viene applicato su una lastra di vetro o un supporto di un altro materiale si parla di celle a film sottile. Lo spessore dello strato di materiale amorfo è inferiore ad 1 µm (un capello umano ha uno spessore di 50-100 m) e di conseguenza i costi di produzione sono piu' bassi, anche in virtu' del minor impiego di materiale. Tuttavia, l'efficienza delle celle a film sottile è ancora nettamente inferiore rispetto alle celle cristalline. Le tecnologie per la produzione di celle a film sottile sono numerose, presentano caratteristiche diverse e sono destinate a crescente di importanza, ma per il momento vengono impiegate solo per applicazioni minori (orologi, calcolatrici) o per gli elementi

Che cosa significa efficienza o potenza di una cella solare?

La potenza (prodotto della corrente per la tensione) di una cella solare dipende dalla temperatura: maggiore e' la temperatura delle celle, minore e' la potenza e quindi l'efficienza. L'efficienza in se' (detta anche efficienza della cella) esprime la quantita' di luce che viene convertita in energia elettrica fruibile. Maggiore è l'efficienza di una cella, migliore e' la sua capacita' di trasformare la radiazione solare in corrente. E maggiore e' l'efficienza, maggiore e' la potenza erogata da una determinata superficie solare.(vedi, quanto spazio occupa un impianto) Un modulo solare con un'efficienza del 12,5 % genera, ad esempio, una potenza di 125 watt di picco per metro quadro, mentre con un'efficienza del 10% genera 100 watt per metro quadro (in condizioni standard di 1000 watt di irraggiamento per metro quadro). Quindi, a parita' di dimensioni dell'impianto, il primo modulo genera il 25% di energia solare in piu' all'anno.

Come si calcola il fabbisogno di energia elettrica?

La dimensione dell'impianto fotovoltaico e' calcolata sulla base dell'energia consumata dall'utenza.Il consumo di energia dipende da tanti fattori, tra i quali il comportamento dell'utenza e il numero e l'efficienza delle apparecchiature elettriche installate. Dai dati statistici rilevati risulta che il consumo medio di una famiglia italiana e' compreso tra i 3.000 e i 4.000 kWh/anno.

Come si puo' ridurre la domanda di energia?  

L'impiego di fonti energetiche rinnovabili rappresenta una azione efficace se si adottano tutte le strategie per ridurre i consumi in quanto l'energia meno cara e' proprio quella che non consumiamo. Il risparmio energetico, quindi, rappresenta una azione prioritaria rispetto all'impiego di fonti energetiche rinnovabili come quella solare e le utenze elettriche presentano dei notevoli potenziali di risparmio che possono essere ottenuti in due modi:

- modificando il comportamento dell'utenza (evitando gli sprechi);

- sostituendo apparecchiature poco efficienti con apparecchiature ad elevata efficienza che, a parita' di servizio erogato, richiedono un consumo inferiore di energia.

I Risparmi energetici sono comunque ottenibili attraverso la modifica del comportamento, in parole semplici spengendo apparecchi non utilizzati, evitando consumi eccessivi durante le ore di punta etc. etc.

 Che potenza dovrebbe avere il mio impianto?

La potenza dell'impianto fotovoltaico di cui abbiamo bisogno NON dipende dal numero di persone o dalle dimensioni dell'abitazione! Dipende in linea di massima dalle nostre abitudini energetiche: una famiglia di 2 persone che vive in un monolocale puo' consumare tranquillamente piu' energia di una famiglia di 6 persone che vive in una villa di 10 locali!

Quanto spazio occupa un impianto fotovoltaico ?

Le dimensioni di un sistema fotovoltaico dipendono dal tipo di pannello fotovoltaico usato e dalla potenza finale che si desidera ottenere. In media, un impianto con potenza nominale pari a 1 kWp (vedi, chilowatt di picco) realizzato con moduli fotovoltaici in silicio monocristallino o policristallino(vedi,che cos'è una cella) occupa circa 8 metri quadrati sul tetto. Questi impianti producono in un anno circa 1.100-1300 kWh/anno nel Nord Italia, 1.100-1.500 kWh/anno nel Centro Italia e 1.300-1.800 kWh/anno nel Sud Italia. Ogni kWh corrisponde a cio' che Enel chiama 'scatto', quindi per capire di quanti kWp deve essere il nostro impianto basta leggere dalle proprie bollette quanti scatti all'anno consumiamo!!

C'e' un'orientamento ideale per l'impianto solare?

L'orientamento ideale e' di circa 30 gradi verso Sud,(vedi, latitudine) ma in ogni caso anche con angoli di 20 o di 40 gradi la produzione rimane molto simile all'ideale, idem nel caso il tetto non guardi a Sud, ma sia orientato verso Est o ad Ovest. L'importante è' non avere il tetto rivolto a Nord: in questo caso l'impianto solare è ovviamente inutile.....  Nel caso si desideri l'impianto si puo' installare anche in piano con i moduli interamente rivolti verso l'alto, ma in questo caso le perdite di produttivita' sono abbastanza importanti.Nel caso di tetti inclinati per il montaggio si usano delle staffe che fuoriescono dalle tegole senza compromettere in alcun modo la tenuta stagna del tetto, mentre nel caso di tetti piani si montano delle apposite staffe con sostegni triangolari orientati a 30 gradi. In ogni caso SCONSIGLIAMO vivamente di realizzare staffe che fuoriescano dalle tegole per migliorare l'inclinazione dei moduli: sono antiestetiche, comprometterebbero quasi sicuramente nel tempo la tenuta stagna del tetto e renderebbero pericolosamente sensibile al vento l'intero impianto.

Che cosa si intende per inclinazione del tetto? 

Anche se in fase di progettazione di un impianto viene richiesta l'inclinazione del tetto, non si tratta propriamente dell'inclinazione del tetto, ma di quella dei moduli solari.(vedi "L'inclinazione della superficie captante") Con l'aiuto di appositi supporti e staffe i moduli possono essere installati nella corretta posizione anche quando il tetto presenti un'inclinazione o un orientamento sfavorevoli. Per sfruttare al meglio l'irraggiamento il tetto dovrebbe formare un angolo retto con il modulo solare. L'angolo di inclinazione o di posa ottimale dipende dalla latitudine geografica del sito. (Milano ad esempio si trova al 45° grado di latitudine, Palermo al 39°). Poiche' il sole e' piu' alto in estate e piu' basso in inverno, dipende dalla stagione in cui si desidera utilizzare l'impianto. Gli impianti fotovoltaici, ad esempio, producono il massimo rendimento nelle lunghe giornate estive. La regola d'oro per l'angolo di inclinazione e' il grado di latitudine meno 10° per l'utilizzo estivo, il grado di latitudine piu' 10° per l'utilizzo invernale. Da non confondere con l'inclinazione e' l'orientamento verso sud. Nella prassi si è potuto osservare che la riduzione di rendimento provocata da piccoli scostamenti dai valori ottimali di inclinazione e orientamento e' poco rilevante, mentre la presenza di ombreggiamenti temporanei sui moduli compromette in modo piu' significativo il rendimento dell'impianto.

Dove possono essere installati i moduli fotovoltaici? 

I moduli fotovoltaici devono essere posizionati rivolti a Sud, con un'inclinazione ottimale delle superfici di captazione di circa 20 - 30° rispetto al piano orizzontale.Se non e' possibile questo posizionamento si puo' anche sfruttare la facciata del palazzo, anche se la disposizione verticale, alle latitudini italiane non e' quella ottimale, perche' comporta un abbassamento dei rendimenti, non potendo sfruttare al massimo la radiazione solare diffusa. Sono, in ogni caso, da valutare attentamente le condizioni di soleggiamento, evitando le zone d'ombra o l'interferenza anche di piccoli ostacoli, quali pali o alberi che rischiano di compromettere il rendimento o l'intero funzionamento del sistema. I luoghi di posizionamento possono essere i seguenti:  

Installazione su tetto inclinato. E' l'installazione piu' classica, i moduli vengono montati sulla falda piu' soleggiata dell'edificio, la loro inclinazione ed il loro orientamento quindi sono vincolati e la resa energetica puo' non essere ottimale;  

Installazione su tetto piano (terrazzo). In questo caso i moduli devono essere montati su strutture portanti che garantiscono la piu' corretta inclinazione ed il piu' corretto orientamento. I moduli vengono montati in file che devono essere distanziate tra loro per evitare effetti di ombreggiamento. La distanza tra una fila e l'altra puo' essere notevolmente ridotta se l'inclinazione dei moduli non e' eccessiva;  

Installazione in facciata. Le facciate dell'edificio offrono in genere ampie superfici che non vengono sfruttate. Costituiscono quindi elementi dell'edificio sui quali e' possibile installare i moduli fotovoltaici. Questa soluzione, rispetto alle altre, presenta comunque degli inconvenienti tra i quali: effetto estetico non sempre accettabile, maggiore possibilita' di ombreggiamenti da parte di altri edifici, penalizzazione a volte eccessiva nel caso di orientamenti non ottimali;

Installazione su frangisole, brise-soleil, tettoie, lamelle anche orientabili, collocate sulle facciate degli edifici, evitando tutte le possibili situazioni di ombreggiamento;

Installazione su lucernai, utilizzando moduli completamente opachi o anche moduli traslucidi che permettono il passaggio parziale della luce solare negli spazi interni sottostanti;

Installazione su balaustre, parapetti e fioriere, generalmente in facciata degli edifici;

Installazione su pensiline e altre strutture di copertura di spazi pedonali o parcheggi con inclinazione ottimale dei moduli o con disposizione orizzontale.

Quale e' il risparmio annuale?

In pratica ognuno di noi puo' decidere quanto risparmiare in corrente elettrica, semplicemente acquistando un impianto piu' o meno potente,(vedi, che potenza dovrebbe avere il mio impianto?) in base ai consumi che annualmente ha di corrente elettrica: e' sufficiente prendere una bolletta Enel e capire quanti KWh consumiamo ogni anno. In una casa dove vivono 4 persone e i consumi sono oculati, quindi le lampadine sono a basso consumo, non sono presenti condizionatori, il riscaldamento e i fornelli sono a metano, e non si lasciano accese le lampadine per ore ed ore inutilmente, normalmente vengono consumati 1.500-2.500 Kwh all'anno.
Mentre in un'abitazione di 4 persone, dove non ci sono le condizioni dette sopra, i consumi annui sono di circa 3.000-4.000 KWh. La media dei consumi di una tipica famiglia italiana e' di 3.000-4.000 KWh/anno, quindi si puo' intuire che sono ben poche le famiglie che adottano misure per il risparmio energetico.

Qual e' la durata di vita di un impianto solare?

Un modulo fotovoltaico ha una vita media di oltre 30 anni. Per l'inverter si stima comunemente una durata di oltre 20 anni, che pero' non sempre viene raggiunta. La sostituzione totale o parziale (di alcuni componenti) dell'inverter ha comunque un costo contenuto. Relativamente al sistema nel suo complesso, i dati di irraggiamento pubblicati (vedi,che cos' è la "radiazione solare al suolo" o "irraggiamento solare")  rivelano che è possibile andare incontro a perdite di efficienza, almeno su base annua, ma sono minimali. 

Quanto si spende in manutenzione?

Questi tipi di impianti solari non necessitano di una particolare manutenzione, volendo si possono pulire i vari pannelli fotovoltaici ogni 2 anni, anche se normalmente gli stessi si mantengono abbastanza puliti grazie alla pioggia e al vento. E' opportuno far verificare periodicamente la tenuta stagna delle scatole di connessione elettriche dei pannelli fotovoltaici e il cablaggio esposto a radiazione solare, ovviamente dopo i primi anni di esercizio, in quanto gli agenti atmosferici e i continui cicli caldo freddo con il tempo potrebbero degradare la loro efficienza. Occorre invece magari osservare, di tanto in tanto, le spie presenti sull'inverter, che possono segnalare eventuali guasti, o anomalie nel rendimento, ed eventualmente chiamare l'elettricista di fiducia, per trovarne le possibili cause.

La grandine rovina l'impianto solare?

Uno dei test che i pannelli fotovoltaici devono subire in fase di progettazione e' proprio sulla sua resistenza alla grandine di grosse dimensioni ( 2,5 cm di diametro almeno ) ed ovviamente il test deve essere superato per far si' che il pannello venga commercializzato con il regolare certificato. Tuttavia nel caso non ci si senta completamente tranquilli si puo' inglobare con una modica spesa la propria assicurazione di casa con la protezione dell'impianto stesso, oppure ti informo che stiamo raggiungendo accordi noi stessi con delle Compagnie Assicurative per poter vendere direttamente pannelli con l'assicurazione contro danni da grandine.

Se c'è un black-out ho comunque energia elettrica? 

Nel caso di impianti con scambio energia con il gestore Enel, o simili, la risposta è assolutamente NO. Per ovviare al rischio di black-out possono essere realizzati impianti fotovoltaici muniti di batteria, che proseguono ad alimentare determinati apparecchi 'vitali' o 'importanti' anche durante tali periodi. In questo caso l’abitazione deve avere un circuito elettrico “prioritario”, direttamente collegato all’inverter e isolato dall’impianto generale collegato con il gestore ENEL. Quando avviene un black-out a scopo manutentivo da parte di personale Enel se l’impianto immettesse ancora energia elettrica nella rete si rischierebbe di fulminare gli operai. Stesso pericolo esiste se si deve fare manutenzione sul tuo impianto e ti dimentichi di staccare anche l'impianto fotovoltaico quando stacchi l'energia attraverso il tuo interuttore generale! L'impianto NON può capire se l'energia elettrica è stata tolta per fare manutenzione nell'abitazione o sulla linea elettrica o ci sia effettivamente un black-out, per cui esistono delle norme di legge che impongono il distacco immediato ed automatico dell'impianto fotovoltaico nel momento in cui l'inverter stesso nota anomalie o mancanze di tensione sulla rete principale.

I moduli fotovoltaici funzionano anche se non c'e' il sole?

Un generatore fotovoltaico funziona solo in presenza di luce solare per cui la sua produzione di energia dipende anche dalle condizioni meteo-climatiche presenti nel sito alle diverse ore del giorno e dei mesi dell'anno.  La quantita' di energia elettrica prodotta raggiunge il valore massimo alle cosiddette condizioni standard di laboratorio, con irraggiamento solare massimo, moduli perfettamente rivolti a sud e cielo completamente sereno. In ogni caso, i moduli fotovoltaici hanno la capacita' di produrre energia elettrica anche in condizioni di cielo parzialmente coperto o nuvoloso, sfruttando la radiazione solare diffusa, ovviamente con rendimenti minori.

Quali modifiche comporta l'adozione di un sistema FV sull'impianto elettrico esistente?  

Il passaggio dall'impianto tradizionale a quello fotovoltaico non comporta sostanziali modifiche sempre che l'impianto esistente sia a norma e abbia efficienti i requisiti minimi di legge sulla sicurezza (differenziale e impianto di terra efficienti). Il nuovo impianto sara' collegato a un inverter che permette di trasformare la corrente elettrica continua, generata dai moduli fotovoltaici, in corrente elettrica alternata, comunemente utilizzata nelle reti impiantistiche per uso domestico. L'utente utilizzera' nelle ore diurne l'energia prodotta dal proprio impianto e coprira' l'eventuale fabbisogno energetico non coperto dall'impianto fotovoltaico utilizzando la corrente distribuita dalla rete cosi' come nelle ore notturne. Qualora l'impianto produca piu' energia di quanto le utente richiedano, avviene automaticamente la cessione in rete. L'impianto prevedera' due contatori, installati dal gestore della rete: uno bidirezionale per registrare i consumi energetici dell'utente prelevati dalla rete nazionale e per registrare l'energia elettrica immessa in rete dall'impianto fotovoltaico privato e uno per misurare tutta l'energia prodotta, energia sulla quale attraverso il "conto energia"(vedi,domande e risposte sul nuovo conto energia) avviene il pagamento a Kw(vedi kWh) con la tariffa agevolata.

Da cosa è costituito un sistema fotovoltaico?

Un sistema fotovoltaico è essenzialmente costituito da un generatore fotovoltaico (da collocare sul tetto),(vedi, come funziona un impianto fotovoltaico) da un sistema di conversione e controllo della corrente elettrica generata (inverter), da un eventuale accumulatore di energia o batteria (per rendere disponibile in tutte le ore la corrente elettrica continua accumulata). Il generatore fotovoltaico è costituito da un insieme di moduli fotovoltaici collegati in modo da ottenere i valori di potenza e tensione desiderati oltre ovviamente dalle strutture di sostegno per i moduli.(vedi, come funziona un impianto fotovoltaico) Piu' moduli formano un pannello. Un insieme di pannelli, collegati elettricamente in serie costituisce una stringa. Piu' stringhe costituiscono il generatore fotovoltaico. Il sistema di controllo della corrente elettrica è costituito da un inverter che provvede alla trasformazione della corrente continua prodotta dai moduli, in corrente alternata fruibile dalle utenze.

Sono in qualche modo inquinanti?

La maggior parte delle aziende produttrici che si occupano di tecnologie fotovoltaiche ha adottato sistemi di certificazione di processo e di prodotto (tipo EMAS e ISO 14000) oltre a strategie di certificazione di qualita' organizzativa della societa' che garantiscono una consapevolezza gestionale e un impegno specifico per quanto riguarda la massimizzazione dei vantaggi ambientali per la collettivita' e la minimizzazione di eventuali impatti, mediante adeguate procedure di controllo e monitoraggio dei cicli di vita dei prodotti. Tali requisiti andrebbero considerati come aspetti discriminanti nella selezione e nella scelta dei componenti e dei tecnici piu' accreditati per l'installazione di qualsiasi impianto fotovoltaico.

 Non potendo installare i moduli sul tetto o sulla terrazza quali sono le possibili alternative?

In mancanza di spazio disponibile sulla terrazza, perche' fruibile pedonalmente o per motivi di orientamento, il generatore fotovoltaico potra' essere localizzato sulle superfici di facciata dell'edificio, verticalmente, anche se con rendimenti dell'impianto inferiori, in quanto la produzione di energia e' contenuta a causa dell'orientamento sfavorevole. Si puo' prevedere l'installazione dei moduli anche integrati su schermi frangisole, meglio se orientabili con sistemi manuali o automatici per regolare in modo ottimale l'inclinazione delle superfici di captazione. Altre soluzioni si possono prevedere nei lucernari, nei balconi, nelle fioriere, nei parapetti. In tutte queste ultime possibilita' di applicazione devono sempre essere controllate le caratteristiche di orientamento dei moduli, in modo da massimizzare il rendimento dell'impianto.

E' necessario un sistema di copertura dalle scariche elettriche meteorologiche? 

In generale, la presenza sul tetto dei moduli non comporta un aumento delle probabilita' di intercettazione di fulmini. Laddove risulta gia' presente un impianto parafulmine si potra' collegare il nuovo sistema alla rete di scarico a terra esistente. Nel caso contrario non e' richiesta l'installazione di un nuovo sistema parafulmine.

I sistemi fotovoltaici hanno un forte impatto estetico?

Le valenze estetiche dei moduli fotovoltaici comportano la consapevolezza di dover lavorare con materiali e componenti innovativi, caratterizzati da aspetti cromatici, dimensionali e percettivi unici. Negli edifici di nuova costruzione, tali caratteristiche possono essere utilizzate all'interno del progetto come occasioni di innalzamento qualitativo delle caratteristiche estetiche del manufatto. Negli edifici storici e negli interventi di recupero di architetture di particolare valenza, saranno da utilizzare componenti specifici con superfici traslucide, caratterizzate da colori differenti o sostituire parti e componenti con elementi nuovi, quali tegole o scandole fotovoltaiche, vetri per infissi, lamelle di persiane, superfici flessibili con celle in silicio amorfo. In quest'ultimo caso la valutazione delle proposte terra' in forte considerazione l'impegno profuso nella massimizzazione dell'integrazione delle nuove tecnologie nei contesti di particolare pregio architettonico.

 I moduli fotovoltaici possono essere celati in qualche modo?

Il progetto di integrazione dei moduli fotovoltaici puo' essere sviluppato secondo due distinte linee di intervento: sostituendo parti e componenti con specifiche soluzioni progettate, lasciando rileggere senza mimetismi le valenze estetiche delle nuove tecnologie, oppure minimizzando le interferenze tra le parti differenti dell'edificio, mediante uno studio appropriato delle soluzioni di dettaglio.

Un impianto fotovoltaico quanta CO2 riduce?

E' possibile stimare la quantita' di emissione di anidride carbonica e di altre sostanze inquinanti contribuenti all'innalzamento dell'effetto serra pari a 0,35 kg per ogni kWh prodotto mediante un sistema a generazione fotovoltaica.  Ipotizzando una produzione media annuale, alle latitudini dell'Italia centrale, pari a 1460 kWh, con un impianto di potenza nominale da 1 kWp, si puo' dire che la quantita' di anidride carbonica non emessa in un anno sia pari a 780 Kg per ogni chilowatt di picco installato. Se si considera il ciclo di vita previsto per la durata media di un impianto, pari a circa 30 anni, la stima complessiva a fine ciclo sara' di circa 23.400 Kg di emissioni di CO2 evitate per ogni chilowatt di picco installato.

Che cos'e' un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica (grid connected)?

Si tratta di sistema fotovoltaico collegato alla rete di distribuzione pubblica. In Italia la corrente prodotta da questo tipo di impianti e direttamente immessa nella rete elettrica riceve un indennizzo minimo garantito per legge (vedi rubrica conto energia). La rete elettrica funziona come un grande bacino idrico, alimentato da varie sorgenti, da cui viene prelevata acqua da numerosi punti di prelievo (utenze private, commercio, industria). Maggiore e' la quantita' di energia solare che viene immessa nella rete, piu' pulito e' il bacino di corrente.  

Che cos'e' un impianto fotovoltaico autonomo (stand-alone)?

I sistemi autonomi vengono installati laddove non vi sia la possibilita' di collegarsi alla rete pubblica o qualora lo scarso fabbisogno energetico non giustifichi i costi di allacciamento. Alcuni esempi sono le boe luminose in mare aperto, i lampioni stradali su terreni isolati, l'illuminazione dei cartelli autostradali e simili. Mentre in Europa centrale si tratta di applicazioni di nicchia, utilizzate esclusivamente nei casi in cui l'allacciamento alla rete elettrica risulterebbe economicamente svantaggioso, in molte zone del mondo queste rappresentano l'unica possibilita' di ottenere elettricita' in modo ecologico e poco costoso. Il fotovoltaico consente pertanto a miliardi di persone di svolgere determinate attivita' anche dopo il tramonto, senza dover ricorrere a costosi combustibili o doversi intossicare con le emissioni dei combustibili economici.

I sistemi di questo tipo utilizzano normalmente la corrente continua e una batteria di riserva.