La microgenerazione di
energia elettrica in casa:
il fotovoltaico
Pescara, 11 febbraio 2009
Dott. Enrico Forcucci
Collaboratore Regione Abruzzo
Microgenerazione: che cos’è!
Il D.Lgs 387/03 definisce impianti di
microgenerazione quegli impianti per la
produzione di energia elettrica con
capacità di generazione non superiore ad
1 MW elettrico alimentati da fonte
rinnovabile… nel nostro caso dal SOLE.
IL FOTOVOLTAICO
Un impianto fotovoltaico si basa sul principio
di funzionamento della cella fotovoltaica che
trasforma direttamente l'energia solare in
energia elettrica sfruttando il cosiddetto
"effetto fotovoltaico", ovvero la capacità di
alcuni materiali semiconduttori di generare
elettricità se esposti alla radiazione solare.
IL FOTOVOLTAICO
Il semiconduttore quasi universalmente impiegato
oggi a tale scopo è il silicio .
IL FOTOVOLTAICO
Processo di produzione
LE TECNOLOGIE
PANNELLI IN SILICIO POLICRISTALLINO
Ha monocristalli di silicio aggregati con
forme e orientamenti diversi.
Questo tipo di cella fornisce
dei valori elettrici
leggermente
più bassi del
monocristallino.
Ha costi leggermente
inferiori del monocristallino.
LE TECNOLOGIE
PANNELLI IN SILICIO MONOCRISTALLINO
Sono prodotti con silicio di elevata
purezza e quindi hanno una
maggiore efficienza e potenza,
presentando sulla superficie una
struttura molecolare aggregata e
uniforme.
Ha costi leggermente superiori
del policristallino.
LE TECNOLOGIE
PANNELLI IN SILICIO AMORFO
È preparato con un silicio meno
puro dei modelli precedenti.
È il più economico ma ha
un’efficienza minore e,
a parità di potenza dell’impianto,
ha bisogno di superfici
maggiori.
È presente sul mercato in forma
di pannelli e sotto forma di film
sottile utilizzabile anche per
superfici curve.
RADIAZIONE SOLARE IN EUROPA
RADIAZIONE SOLARE IN ITALIA
TIPOLOGIE DI IMPIANTI DOMESTICI
REALIZZABILI
1. Isolato (stand alone)
I sistemi fotovoltaici
isolati costituiscono una
valida soluzione ogni
qualvolta
non
sia
vantaggioso o addirittura
non
praticabile,
il
collegamento tra utenza e
rete elettrica tradizionale.
Isolato (stand alone)
I generatori fotovoltaici
vengono utilizzati in
modalità stand-alone per
produrre energia elettrica
nei seguenti casi:
• in sistemi mobili come
auto elettriche, caravan,
imbarcazioni, etc.;
• in rifugi di montagna e
villaggi rurali;
• per apparecchi telefonici
di
soccorso,
boe,
parcometri,
lampioni
stradali etc.;
Isolato (stand alone)
In sintesi, i principali componenti di un
sistema stand-alone sono:
1. Generatore fotovoltaico (con eventuale quadro
di campo)
2. Regolatore di carica
3. Batterie di accumulo
4. Utilizzatore
TIPOLOGIE DI IMPIANTI
REALIZZABILI
2. Connessi alla rete (grid-connected)
La caratteristica di questi
sistemi è quella di essere
allacciati alla rete
elettrica pubblica come
vere e proprie centrali di
potenza o come sistemi di
generazione distribuita
che alimentano un’utenza,
stabilendo un rapporto di
scambio o di vendita con
la rete stessa.
Connessi alla rete (grid-connected)
I principali
componenti di un
sistema grid-connected
sono:
1. Generatore FV
2. Quadro di campo
3. Cablaggio AC/DC
4. Inverter
5. Sistema di sicurezza
e di misurazione
dei parametri
SCHEMA GENERALE DI CONNESSIONE
Applicazione più diffusa per utenze domestiche
CONNESSO ALLA RETE CON
SCAMBIO SUL POSTO
L’energia elettrica prodotta viene immessa nella
rete elettrica dell’edificio e viene utilizzata dalle
apparecchiature elettriche (computer, luci, ecc)
presenti nel suo interno. Nel caso in cui l’impianto
solare produca più energia di quella assorbita dalla
rete domestica, il surplus entra nella rete elettrica.
Quando, invece, l’impianto solare non produce
energia (di notte) o l’energia richiesta dall’utente è
maggiore di quella che può essere fornita in quel
momento dal sistema solare, l’energia elettrica
mancante viene prelevata dalla rete elettrica.
Connessi alla rete (grid-connected)
Quali impianti possono fare il contratto di
scambio sul posto?
1. Piccoli e medi impianti connessi alla rete
con servizio di scambio sul posto
(con potenze da 1 a 20 kWp)
D.M. 18-12-2008
Incentivazione della produzione di energia elettrica da fonti
rinnovabili…
Art. 17. Scambio sul posto
1. (…) gli impianti alimentati da fonti rinnovabili, entrati in esercizio
in data successiva al 31 dicembre 2007, di potenza nominale media
annua superiore a 20 kW e non superiore a 200 kW, possono
accedere, (…) al meccanismo dello scambio sul posto…
L'Autorità per l'energia elettrica e il gas deve stabilire le
modalità, i tempi e le condizioni.
Caratteristiche degli impianti
connessi alla rete elettrica
1. Capacità della rete di accogliere
l’energia prodotta
(richiesta e individuazione del punto di connessione)
2. Sicurezza della connessione alla rete
(dispositivi di protezione e di interfaccia)
3. Standardizzazione delle connessioni
(regolamenti e norme CE, ISO, ENEL)
4. Certificazioni dei materiali utilizzati
1. Capacità della rete
l’energia prodotta
di
accogliere
(richiesta e individuazione del punto di connessione)
Prima di realizzare un impianto FV connesso
alla rete elettrica, si deve:
- Verificare la potenza dell’impianto FV e la
potenza contrattualmente impegnata dall’utenza
- Richiedere il punto di connessione
dell’impianto alla rete elettrica
- Verificare i valori di tensione e corrente della
connessione
Modalità di installazione di un
impianto fotovoltaico
Impianto non integrato
Impianto semi integrato
Impianto integrato
Richiesta di connessione
Allegato A alla delibera ARG/elt 99/08
Le richieste di connessione riguardanti
una potenza in immissione richiesta
inferiore a 10.000 kW, devono essere
presentate all’impresa distributrice
competente nell’ambito territoriale
(Es: Enel Distribuzione).
2. Sicurezza della connessione alla rete
(dispositivi di protezione e di interfaccia)
Per la connessione di un impianto FV alla
rete elettrica è obbligatorio adottare una
serie di dispositivi che svolgono le funzioni
di protezione sia per l’impianto, per
l’utenza e per l’impresa distributrice.
Per l’Italia, tutte le caratteristiche minime dei
dispositivi di protezione e d interfaccia da
adottare (per impianti in BT) sono indicate
nella DK ENEL 5940 Ed. 2.2.
Dispositivi di sicurezza minimi da adottare
Le norme italiane prevedono che per impianti
fino a 20 kWp di potenza, i dispositivi di
protezione e di interfaccia possono essere interni
all’inverter (qualora l’inverter ne sia dotato).
La presenza del dispositivo di protezione e di
interfaccia all’interno dell’inverter deve essere
certificato dal produttore.
Per impianti superiori ai 20 kWp, i dispositivi di
protezione e di interfaccia devono essere
posizionati esternamente all’inverter.
3. Standardizzazioni delle connessioni
(regolamenti e norme CE, ISO, ENEL)
Le caratteristiche degli impianti stessi, e dei
loro componenti, devono essere in accordo con
le norme di legge vigenti ed essere conformi:
- Alle prescrizioni di autorità locali,
comprese quelle dei VVF;
- Alle prescrizioni e indicazioni della Società
distributrice dell’energia elettrica;
-Alle norme CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano).
- Alle specifiche tecniche riportate in
Allegato 1 al DM 19 febbraio 2007
4. Certificazioni dei materiali utilizzati
Certificazione minima pannelli fotovoltaici
- Certificazione CE
- Certificazione IEC 61215 - TÜV
Certificazione minima inverter
- Certificazione CE
- Certificazione ai sensi della DK 5940 del
dispositivo di protezione e di interfaccia (se
integrato nell’inverter), e del dispositivo di
conversione statica
- Taratura delle protezioni di interfaccia (se
integrate nell’inverter)
PROGETTAZIONE DELL’IMPIANTO PER
UTENZA DOMESTICA
1. Sopralluogo con verifica preliminare
2. Progettazione preliminare
3. Richiesta di connessione alla rete elettrica
4. Progetto definitivo elettrico e strutturale
5. Realizzazione dell’impianto
6. Collaudo
7. Comunicazione di fine lavori
8. Richiesta di allacciamento alla rete elettrica
9. Installazione gruppi di misura
DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO
Le dimensioni di un sistema fotovoltaico
dipendono dal fabbisogno energetico cui
l'impianto deve rispondere.
In media, per un impianto con potenza
nominale pari a 1 KWp (un chilowatt di picco),
installato in Abruzzo, si può considerare una
capacità produttiva media in un anno pari a:
- 190 KWh per ogni metro quadro di moduli
in silicio monocristallino e a
- 160 KWh per ogni metro quadro di moduli
in silicio policristallino.
PRODUCIBILITÀ
Località:
Latitudine:
Orientamento impianto:
Inclinazione pannelli:
Pescara
42,46°
0° SUD
30°
Riflettanza al suolo:
0,22
Radiazione annuale su
superficie orizzontale
(kWh/m2/anno):
1483
PRODUTTIVITÀ
Potenza nominale impianto: 2,8 kWp
Perdite generatore:
Efficienza inverter:
15%
94%
Radiazione giornaliera
media mensile incidente
sul generatore PV
(kWh/m2/giorno)
1642
Energia producibile
dall'impianto PV
(kWh/anno)
3600
COSTI #1
Le voci di costo principale di un
impianto fotovoltaico sono:
•
Moduli FV
•
Inverter
•
Quadri e protezioni
•
Connettori
COSTI #2
•
Cablaggio in cc
•
Cablaggio in ca
•
Struttura di supporto
•
Trasporto
•
Installazione e collaudo
•
Progettazione e consulenza
•
Costi per la connessione alla rete
COSTI#3
Ripartizione dei costi
COSTI: UN IMPIANTO DA 2,8 kWp
Componenti
Moduli FV – Monocristallino – 175 Wp
Inverter
Quadri e protezioni
Cablaggio in cc
Cablaggio in ca
Connettori
Struttura sostegno in semintegrazione
Spese generali
Trasporto
Installazione e collaudo
Progettazione e consulenza
TOTALE AL NETTO DELL'IVA
POTENZA IMPIANTO
COSTO A KWp
N°
16
1
-
Tot.
€ 9.600
€ 1.300
€ 500
€ 150
€ 150
€ 50
€ 600
€ 120
€ 250
€ 2.000
€ 2.800
€ 17.480
2,80
€ 6.242,86
CONCLUSIONI
1.
2.
Le tecnologie sono mature ed affidabili
Esistono regole chiare
(anche se non del tutto semplici)
3. Esistono meccanismi di incentivazione
che consentono il rientro dell’investimento
in tempi ragionevoli
4. Il fotovoltaico rappresenta la prima
vera modalità di produzione diffusa
dell’energia elettrica
La microgenerazione di
energia elettrica in casa:
il fotovoltaico
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Pescara, 11 febbraio 2009
Dott. Enrico Forcucci
Collaboratore Regione Abruzzo
