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1 Energie alternative PREMESSA Siamo arrivati ad un bivio è necessario prendere una decisione,scegliere vecchie energie tradizionali (con consumo di petrolio.

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1 1 Energie alternative PREMESSA Siamo arrivati ad un bivio è necessario prendere una decisione,scegliere vecchie energie tradizionali (con consumo di petrolio in testa) o nuove energie o cosiddette fonti rinnovabili. Ad oggi sta aumentando, da parte di numerosi ricercatori la preoccupazione per il futuro energetico dell'umanità. Secondo modelli ritenuti generalmente validi come ad esempio il modello di Hubbert, sembra che il petrolio sia in fase di esaurimento (molti pensano che si stia superando il picco di Hubbert). Se ciò si rivelasse vero, provocherebbe delle ripercussioni enormi (alcuni parlano di ripercussioni catastrofiche) sull'economia, lo sviluppo e il sostentamento dell'umanità nei prossimi decenni (in particolare del mondo industrializzato, che maggiormente utilizza queste fonti), in quanto estremamente dipendenti dal petrolio. Una via indicata da molti per non incappare in questi eventi, è l'emancipazione dall'utilizzo del petrolio come fonte energetica, investendo risorse, ricerca e fondi nello sviluppo di fonti alternative di energia, che attualmente ricoprono una percentuale pari a circa il 20% della produzione energetica mondiale. Uno dei principali vantaggio delle energie o fonti rinnovabili è il non inquinamento. Inoltre sono. praticamente inesauribili.modello di Hubbert QUALI SONO LE FORNTI RINNOVABILI Per fonti rinnovabili possiamo intendere in generale: sole, vento, risorse idriche, risorse geotermiche, le maree, il moto ondoso, materiali e rifiuti organici o inorganici. Da queste risorse dunque possiamo trarre dei vantaggi considerevoli se solo sapremmo sfruttarli adeguatamente. Tutte queste fonti rinnovabili possono sicuramente farci ottenere molti vantaggi sia per noi che per le generazioni future. Con l' andare del tempo inoltre i costi per la realizzazione dei vari impianti scenderanno notevolmente consentendo a chiunque di realizzare il proprio impianto senza costi eccessivi.

2 2 Il fotovoltaico: tecnologie, sistemi e mercato

3 3 Argomenti Le Tecnologie delle celle fotovoltaiche Le Tecnologie delle celle fotovoltaiche il silicio cristallino il silicio cristallino il film sottile il film sottile I sistemi fotovoltaici I sistemi fotovoltaici i sistemi isolati i sistemi isolati i sistemi connessi in rete i sistemi connessi in rete Il mercato e gli incentivi Il mercato e gli incentivi

4 4 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato Le Tecnologie delle celle fotovoltaiche

5 5 IL SILICIO CRISTALLINO Discreti valori dell efficienza ( %) Discreti valori dell efficienza ( %) Tecnologia affidabile (vita >30 anni Tecnologia affidabile (vita >30 anni Costi elevati Costi elevati alto contenuto energetico alto contenuto energetico processo di fabbricazione complesso processo di fabbricazione complesso Limitata disponibilità di feedstock Limitata disponibilità di feedstock necessità di una produzione specifica per il fotovoltaico necessità di una produzione specifica per il fotovoltaico La tecnologia del silicio cristallino Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

6 6 La tecnologia del silicio cristallino

7 7 Dalla cella al silicio cristallino al modulo fotovoltaico Le celle fotovoltaiche forniscono valori di tensione e corrente insufficienti per alimentare gli apparecchi utilizzatori e sono estremamente fragili e prive di supporto meccanico; Esse vengono, quindi, assemblate in modo opportuno a costituire ununica struttura robusta in grado di garantire molti anni di funzionamento anche in condizioni ambientali difficili. Tale struttura è il modulo fotovoltaico; Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

8 8 Struttura di un modulo fotovoltaico (c-Si) vetro EVA celle EVA Tedlar Il processo di assemblaggio delle celle in moduli consiste nelle preparazione di un sandwich composto da: Una lastra di vetro ad alta trasmittanza (90%); Un foglio sigillante in EVA (acetato viniletilenico); Le Celle fotovoltaiche già collegate elettricamente; Un altro foglio di EVA; Una protezione posteriore (generalmente Tedlar). Al sandwich, dopo averlo opportunamente trattato, viene aggiunta una cornice metallica. Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

9 9 VETRO TEMPERATO CELLA TEDLAR / VETRO EVA SILICONE SIGILLANTE CORNICE IN ALLUMINIO SEZIONE DI UN MODULO EVA celle EVA Vetro Vetro/tedlar Struttura di un modulo fotovoltaico (c-Si) Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

10 10 Moduli fotovoltaici al silicio cristallino MODULO AL SILICIO MONOCRISTALLINO MODULO AL SILICIO POLICRISTALLINO Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

11 11 FILM SOTTILI (a-Si, Cd-Te, CIS) Pro: Consumo di materiale limitato (spessore 0,001 mm) 0,02 g/W (c-Si: 4 g/W) Moduli leggeri e flessibili Fabbricazione del modulo con un unico processo basso costo di produzione Contro: bassa efficienza moduli (7 % a-Si, 11 % Cd-Te…) Degrado (a-Si) La tecnologia dei film sottili Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

12 12 Modulo su lamiera normale Modulo su lamiera coibentata Modulo su supporto flessibile Moduli in film sottile (a-Si) Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

13 13 I Sistemi fotovoltaici Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

14 14 Sistemi in grado di captare e trasformare lenergia solare in energia elettrica Caratteristiche generali: Uso di una fonte inesauribile; Completa modularità; Elevata affidabilità; Funzionamento automatico Si dividono in impianti: Collegati alla Rete; Isolati dalla Rete. I sistemi fotovoltaici Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

15 15 Dalla cella al generatore fotovoltaico CELLA MODULO PANNELLOSTRINGA GENERATORE FOTOVOLTAICO P Più moduli assemblati in una struttura comune Insieme di pannelli collegati in serie per ottenere la tensione del generatore Insieme di stringhe collegate in parallelo per ottenere la potenza voluta Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

16 16 CONTATORI UTENZE RETE controll o isolame nto ponte DC/ AC INVERTER GENERATORE FOTOVOLTAICO Schema sistema FV connesso in Rete Corrente continua Corrente alternata Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

17 17 I sistemi isolati Sono utilizzati in mancanza della Rete elettrica, lì dove Sono utilizzati in mancanza della Rete elettrica, lì dove esistono siti di difficile accesso esistono siti di difficile accesso è richiesto un basso impatto ambientale è richiesto un basso impatto ambientale è richiesta una: è richiesta una: alta affidabilità alta affidabilità semplicità di gestione dellimpianto semplicità di gestione dellimpianto trasportabilità trasportabilità riduzione consumi carburante riduzione consumi carburante Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

18 18 GENERATOR DC/DC CONVERTITORE DC/AC INVERTER FOTOVOLTAICO GENERATORE BATTERIA GENERATORE AUSILIARIO CARICO Schema di un sistema FV isolato Corrente continua Corrente alternata Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

19 19 ALIMENTAZIONE SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONI Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

20 20 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

21 21 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

22 22 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

23 23 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

24 24 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

25 25 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

26 26 Impianto ad inseguimento. Serre (SA) Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

27 27 SISTEMI FOTOVOLTAICI AD INSEGUIMENTO Inseguimento su asse inclinato (N-S) Inseguimento su due assi Inseguimento su asse orizzontale (N-S o E-W) Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

28 28 SISTEMA AD INSEGUIMENTO A DUE ASSI Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

29 29 CONFRONTO TRA I SISTEMI FISSI E AD INSEGUIMENTO (*) TipologiaProduzione attesa (kWh/kWp) Produzione rispetto impianto fisso Occupazione del terreno (ha/MW) Fisso ad esposizione ottimale %2,2 Biassale %4,5 Monoassiale orizzontale ( asse N-S) %3 Monoassiale inclinato (asse N-S) %4,5 (*) simulazione svolta per una località del sud-Italia Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

30 30 Il Mercato Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

31 31 UN ARTICOLO DEL NEW YORK TIMES SU UNO STUDIO AMERICANO Il solare costa meno del nucleare Il sorpasso al prezzo di 0,16 dollari a chilowattora. L'energia atomica costerà sempre di più NEW YORK Oggi negli Stati Uniti la produzione di energia solare costa meno di quella nucleare. Lo afferma un articolo pubblicato il 26 luglio sul New York Times, che riprende uno studio diarticolo pubblicato il 26 luglio sul New York Times, John Blackburn, docente di economia della Duke University. Se si confrontano i prezzi attuali del fotovoltaico con quelli delle future centrali previste nel Nord Carolina, il vantaggio del solare è evidente, afferma Blackburn. «Il solare fotovoltaico ha raggiunto le altre alternative a basso costo rispetto al nucleare», spiega Blackburn, nel suo articolo Solar and Nuclear Costs - The Historic Crossover, pubblicato sul sito dellateneo. «Il sorpasso è avvenuto da quando il solare costa meno di 16 centesimi di dollaro a kilowattora» (12,3 centesimi di euro/kWh). Senza contare che il nucleare necessita di pesanti investimenti pubblici e il trasferimento del rischio finanziario sulle spalle dei consumatori di energia e dei cittadini che pagano le tasse.Solar and Nuclear Costs - The Historic Crossover, pubblicato sul sito dellatenesolare costa meno di 16 centesimi di dollaro a kilowattora» (12,3 centesimi di euro/kWh)

32 32 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato COSTI FOTOVOLTAICO IN DISCESA Secondo lo studio di Blackburn negli ultimi otto anni il costo del fotovoltaico è sempre diminuito, mentre quello di un singolo reattore nucleare è passato da 3 miliardi di dollari nel 2002 a dieci nel In un precedente studio Blackburn aveva dimostrato che se solare e eolico lavorano in tandem possono tranquillamente far fronte alle esigenze energetiche di uno Stato come il Nord Carolina senza le interruzioni di erogazione dovute allinstabilità di queste fonti. COSTI NUCLEARE IN CRESCITA - I costi dell'energia fotovoltaica, alle luce degli attuali investimenti e dei progressi della tecnologia, si ridurrà ulteriormente nei prossimi dieci anni. Mentre, al contrario, i nuovi problemi e l'aumento dei costi dei progetti hanno già portato alla cancellazione o al ritardo nei tempi di consegna del 90% delle centrali nucleari pianificate negli Stati Uniti, spiega Mark Cooper, analista economico dell'Istituto di energia e ambiente della facoltà di legge dell'Università del Vermont. I costi di produzione di una centrale nucleare sono regolarmente aumentati negli ultimi anni e le stime sono costantemente in crescita.

33 33 Conto capitale (passato) Finanzia una quota parte del costo dellimpianto es. 70% Conto energia (attuale) Remunera lenergia prodotta dallimpianto, che però viene pagato per intero dal richiedente Gli incentivi nazionali Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

34 34 Tariffe Incentivanti (/kWh) (*) Taglia impianto (kW) Non integrati Parzialmente integrati Integrati 1 < P 3 0,3920,4310,480 3 < P 20 0,3720,4120,451 P > 20 0,3530,3920,431 Il Conto Energia (*) per maggiori informazioni: Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

35 Autoproduttori di energia elettrica Autoproduttori di energia elettrica Lautoproduttore, secondo il D.Lgs 79/16 marzo 1999 art. 2 comma 2, è la persona fisica o giuridica che produce energia elettrica e la utilizza in misura non inferiore al 70% annuo per uso proprio ovvero per uso delle società controllate, nonché per uso dei soci delle società cooperative di produzione e distribuzione dellenergia. Lautoproduttore, secondo il D.Lgs 79/16 marzo 1999 art. 2 comma 2, è la persona fisica o giuridica che produce energia elettrica e la utilizza in misura non inferiore al 70% annuo per uso proprio ovvero per uso delle società controllate, nonché per uso dei soci delle società cooperative di produzione e distribuzione dellenergia. In termini generali, per stabilire se al soggetto responsabile spetta per un certo anno la qualifica di autoproduttore si confronta lenergia prodotta dallimpianto con quella autoconsumata nello stesso periodo temporale. In termini generali, per stabilire se al soggetto responsabile spetta per un certo anno la qualifica di autoproduttore si confronta lenergia prodotta dallimpianto con quella autoconsumata nello stesso periodo temporale. A titolo esemplificativo e nel caso più semplice in cui produzione e consumo avvengono nello stesso sito, lenergia autoconsumata è determinata come differenza tra lenergia prodotta e lenergia immessa in rete; il GSE verifica in tal caso che il rapporto tra lenergia autoconsumata e lenergia prodotta non sia inferiore a 0,7. Il titolo di autoproduttore non si applica a chi usufruisce del servizio di scambio sul posto. A titolo esemplificativo e nel caso più semplice in cui produzione e consumo avvengono nello stesso sito, lenergia autoconsumata è determinata come differenza tra lenergia prodotta e lenergia immessa in rete; il GSE verifica in tal caso che il rapporto tra lenergia autoconsumata e lenergia prodotta non sia inferiore a 0,7. Il titolo di autoproduttore non si applica a chi usufruisce del servizio di scambio sul posto. 35

36 Il risparmio energetico negli edifici Il risparmio energetico negli edifici Il settore residenziale assorbe un sesto del fabbisogno energetico nazionale. L80% di tali consumi è riconducibile al riscaldamento domestico, mentre la restante quota è dovuta, nellordine, alla preparazione dellacqua calda sanitaria, ai consumi degli elettrodomestici e allilluminazione. Il settore residenziale assorbe un sesto del fabbisogno energetico nazionale. L80% di tali consumi è riconducibile al riscaldamento domestico, mentre la restante quota è dovuta, nellordine, alla preparazione dellacqua calda sanitaria, ai consumi degli elettrodomestici e allilluminazione. Diminuire i consumi dei settori terziario e residenziale, oltre a contribuire al raggiungimento degli obiettivi nazionale di riduzione delle emissioni inquinanti, climalteranti, e di sicurezza dellapprovvigionamento energetico, comporta vantaggi per le famiglie in termini di diminuzione della bolletta energetica e di miglioramento del comfort abitativo. Diminuire i consumi dei settori terziario e residenziale, oltre a contribuire al raggiungimento degli obiettivi nazionale di riduzione delle emissioni inquinanti, climalteranti, e di sicurezza dellapprovvigionamento energetico, comporta vantaggi per le famiglie in termini di diminuzione della bolletta energetica e di miglioramento del comfort abitativo. Gli interventi che hanno la possibilità di incidere in maniera sostanziale sulla diminuzione dei consumi del settore domestico misurati dagli indici di prestazione energetica sono quelli strutturali e di svariata natura, per esempio: Gli interventi che hanno la possibilità di incidere in maniera sostanziale sulla diminuzione dei consumi del settore domestico misurati dagli indici di prestazione energetica sono quelli strutturali e di svariata natura, per esempio: isolamento di pareti esterne, coperture, solai, serramenti, cassonetti, superfici vetrate; isolamento di pareti esterne, coperture, solai, serramenti, cassonetti, superfici vetrate; sostituzione delle caldaie o della rete di distribuzione del calore con sistemi a più alta efficienza, montaggio di sistemi di regolazione della temperatura interna; sostituzione delle caldaie o della rete di distribuzione del calore con sistemi a più alta efficienza, montaggio di sistemi di regolazione della temperatura interna; installazione di sistemi solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria, etc.. installazione di sistemi solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria, etc.. Tutti questi interventi, potendo ridurre lindice di prestazione energetica degli edifici, sono potenzialmente idonei a maturare i requisiti necessari per accedere al premio sulle tariffe incentivanti spettanti agli impianti fotovoltaici. In particolare, nellattestato di certificazione (qualificazione) energetica delledificio o unità immobiliare, saranno indicati quali interventi sono raccomandati per conseguire una sensibile riduzione del fabbisogno energetico. Tutti questi interventi, potendo ridurre lindice di prestazione energetica degli edifici, sono potenzialmente idonei a maturare i requisiti necessari per accedere al premio sulle tariffe incentivanti spettanti agli impianti fotovoltaici. In particolare, nellattestato di certificazione (qualificazione) energetica delledificio o unità immobiliare, saranno indicati quali interventi sono raccomandati per conseguire una sensibile riduzione del fabbisogno energetico. la legge finanziaria 2007 (L. 296/2006) ha introdotto delle forme di agevolazione degli interventi di efficientamento del settore residenziale (peraltro cumulabili con le tariffe del conto energia) che li rendono ulteriormente convenienti. In particolare è prevista una detrazione fiscale del 55% delle spese sostenute per la riduzione delle dispersioni termiche degli edifici, linstallazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda, linstallazione di caldaie a condensazione e gli interventi realizzati a ottenere unalta efficienza energetica nei nuovi edifici. la legge finanziaria 2007 (L. 296/2006) ha introdotto delle forme di agevolazione degli interventi di efficientamento del settore residenziale (peraltro cumulabili con le tariffe del conto energia) che li rendono ulteriormente convenienti. In particolare è prevista una detrazione fiscale del 55% delle spese sostenute per la riduzione delle dispersioni termiche degli edifici, linstallazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda, linstallazione di caldaie a condensazione e gli interventi realizzati a ottenere unalta efficienza energetica nei nuovi edifici. 36

37 37 Esempi pratici di diffusione del fotovoltaico a Palermo Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato

38 38 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato Illuminazione pubblica integrata al fotovoltaico integrata al fotovoltaico Lampione eolico solare 36 watt JONATHAN

39 39 Il fotovoltaico:tecnologie, sistemi e mercato Pensilina per parcheggio fotovoltaica Copertura per parcheggio fotovoltaica Coperture su tetti di edifici pubblici e privati Parcheggi e coperture


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