ENERGIE RINNOVABILI SOLARE TERMICO E SOLARE FOTOVOLTAICO 1a cura di Roberto Marcuzzo.

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1 ENERGIE RINNOVABILI SOLARE TERMICO E SOLARE FOTOVOLTAICO 1a cura di Roberto Marcuzzo

2 RISORSE ENERGETICHE da calore da movimenti naturali da biomassa NON RINNOVABILIRINNOVABILI Energia solare 2a cura di Roberto Marcuzzo

3 QUALI SONO LE FONTI RINNOVABILI ? SOLE SOLE VENTO VENTO RISORSE IDRICHE, RISORSE IDRICHE, MAREE, MAREE, IL MOTO VENTOSO, IL MOTO VENTOSO, MATERIALI E RIFIUTI ORGANICI O INORGANICI MATERIALI E RIFIUTI ORGANICI O INORGANICI PERCHÉ UTILIZZARE LE FONTI RINNOVABILI ? NON INQUINANO NON INQUINANO SONO INESAURIBILI SONO INESAURIBILI CONTRIBUISCONO A TENERE PULITO IL PIANETA CONTRIBUISCONO A TENERE PULITO IL PIANETA CONTRIBUISCONO AL RISPARMIO CONTRIBUISCONO AL RISPARMIO SONO INCENTIVATE SONO INCENTIVATE 3a cura di Roberto Marcuzzo

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5 ENERGIA SOLARE : l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole verso la Terra VANTAGGISVANTAGGI pulita ed inesauribileintermittente non inquinavariabile distribuita su tutto il globo cospicui investimenti di capitale 5a cura di Roberto Marcuzzo

6 Valore medio di energia solare è di circa 1 kW/m 2 In Italia è di 4,5 kW/ m 2 “ ”: area necessaria per fornire l'energia equivalente alla richiesta primaria di energia attuale La quantità è enorme ma poco concentrata raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative Tre sono le tecnologie principali: Pannello fotovoltaico Pannello solare a concentrazione Pannello solare 6a cura di Roberto Marcuzzo

7 Pannello solare : atto alla conversione della radiazione solare in energia termica e al suo trasferimento verso un accumulatore Schema di un pannello solare: 1) valvola 2) serbatoio di accumulo 3) condotto di inserimento 4) pannello di assorbimento 5) condotto di inserimento dell'acqua fredda A circolazione naturale A circolazione forzata 7a cura di Roberto Marcuzzo

8 …a circolazione naturale: viene sfruttata la convezione … a circolazione forzata: avviene con l’aiuto di pompe scambio meno rapido, minor rendimento, più economico nei costi di gestione maggiori costi per il sostegno del serbatoio maggiore dissipazione termica. meno vincoli per l’ubicazione del serbatoio maggior scambio termico rendimento superiore 8a cura di Roberto Marcuzzo

9 UTILIZZI: Il serbatoio immagazzina l'acqua domestica messa a contatto con il fluido tramite una serpentina trasferimento di energia il liquido è portato all’ ebollizione Una turbina trasforma il movimento dei gas in energia elettrica fornire acqua calda e riscaldamento generare energia elettrica 9a cura di Roberto Marcuzzo

10 Pannello solare a circolazione naturale Pannello solare a circolazione forzata VANTAGGI: investimento a medio termine risparmio di idrocarburi e di energia elettrica mancata emissione di CO 2, ossidi di zolfo, di azoto e di pm10 mancata emissione di calore meno infrastrutture per il trasporto di energia a grandi distanze diminuzione di disastri ambientali 10a cura di Roberto Marcuzzo

11 Pannello solare a concentrazione : utilizza un sistema di specchi per riflettere e far convergere i raggi su un ricevitore UTILIZZI: produrre energia termica da usare direttamente azionare motori con il calore prodotto centrali termoelettriche solari VANTAGGI: centrali pulite e a minimo impatto ambientale: l’unica emissione è di vapore acqueo Centrale a specchi in California 11 a cura di Roberto Marcuzzo

12 Esperimento: specchio solare Obiettivo: riscaldare dell’acqua contenuta in una cisterna tramite radiazione solare. Strumenti utilizzati: piano di compensato 40x70 cm; 4 listelli di legno sezione 3x1 cm; piano curvo in compensato spesso 2 mm; carta stagnola; 2 lattine; 1 tubo di plastica e 2 rubinetti. 12a cura di Roberto Marcuzzo

13 GIORNO T ESTERNA °C T INIZIALE °C T FINALE °C ΔT °C 29/0624235532 30/0623 5330 01/0723 5229 02/0725235734 03/0727236340 04/0726236037 13 a cura di Roberto Marcuzzo

14 Modulo fotovoltaico : dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico Moduli a film sottile Moduli cristallini a solfuro di cadmio (CdS): costi di produzione molto bassi, tossicità del cadmio ed il basso rendimento del dispositivo ad arseniuro di gallio (GaAs): rendimenti elevatissimi, costo proibitivo …moduli a film sottile: a silicio amorfo: efficienza meno costante 14a cura di Roberto Marcuzzo

15 …moduli cristallini: a composizione silicica (Si) policristallino monocristallino 15 a cura di Roberto Marcuzzo

16 La cella fotovoltaica è l'elemento base: Più celle in serie modulo Più moduli in una struttura comune pannello Più pannelli in serie stringa Più stringhe in parallelo generatore fotovoltaico 16a cura di Roberto Marcuzzo

17 Impianti FV connessi in rete Un impianto fotovoltaico è in genere composto dai seguenti elementi:  moduli fotovoltaici + struttura di sostegno  gruppo di conversione DC/AC (Inverter)  dispositivi di contabilizzazione dell’energia (contatori) 17a cura di Roberto Marcuzzo

18 Come funziona l’impianto 1. I moduli fotovoltaici, esposti al sole, producono corrente elettrica in forma continua. 2. L'inverter trasforma la corrente da continua ad alternata. 3. Contatori di contabilizzazione di energia prodotta ENEL e GSE 18a cura di Roberto Marcuzzo

19 I sistemi solari o impianti fotovoltaici IMPIANTI FOTOVOLTAICI CONNESSI IN RETE (grid connected) ISOLATI (stand alone) Hanno bisogno di sistemi di accumulo (batterie) 19a cura di Roberto Marcuzzo

20 Il “Conto Energia” è un particolare incentivo, non inteso come forma in conto capitale, ma come remunerazione di tutti i Kwh prodotti dall’impianto fotovoltaico grid connected (connessi alla rete). Tale incentivo è già in vigore in Germania, Spagna e Austria, ed ha portato uno sviluppo superiore ad ogni aspettativa sul mercato fotovoltaico italiano. I beneficiari del “Conto Energia” sono : Privati (abitazioni, ville, condomini, case di campagna, baite) Aziende, Enti pubblici, che installino impianti fotovoltaici di potenza nominale compresa tra 1 e 1000 kW, connessi alla rete elettrica, in regime: Scambio sul posto Cessione in rete 20a cura di Roberto Marcuzzo

21 Incentivi per impianti da 1 a 20 kWp tariffa incentivante varia a seconda del tipo di installazione (a terra, semi integrato, integrato) e alla potenza. La durata dell’incentivo rimane bloccata per 20 anni ed aggiornata secondo l’aumento ISTAT. Inoltre la tariffa non è soggetta a tassazione, perché è un’energia pulita ottenuta da fonti rinnovabili ed autoprodotta. tariffa incentivante varia a seconda del tipo di installazione (a terra, semi integrato, integrato) e alla potenza. La durata dell’incentivo rimane bloccata per 20 anni ed aggiornata secondo l’aumento ISTAT. Inoltre la tariffa non è soggetta a tassazione, perché è un’energia pulita ottenuta da fonti rinnovabili ed autoprodotta. Le tariffe sono le seguenti: Le tariffe sono le seguenti: Potenza Impianto Non integrati/terra Parzialmente integrati Integrati Da 1 a 3 kWp€ 0,40€ 0,44€ 0,49 Da 3 a 20 kWp€ 0,38€ 0,42€ 0,46 Maggiore di 20 kWp€ 0,36€ 0,40€ 0,44 21a cura di Roberto Marcuzzo

22 22a cura di Roberto Marcuzzo

23 Posizionamento moduli IMPIANTO PARZIALMENTE INTEGRATO Impianto 3Kwp Impianto 3Kwp 23 a cura di Roberto Marcuzzo

24 Posizionamento moduli (al posto delle tegole) IMPIANTO INTEGRATO 24a cura di Roberto Marcuzzo

25 Posizionamento moduli IMPIANTO NON INTEGRATO 25a cura di Roberto Marcuzzo