Le fonti rinnovabili di energia rappresentano oggi un settore in rapida espansione, stimolato e rinnovato da obblighi e vincoli energetici di carattere internazionale, che non lasciano più spazio a indugi ed esitazioni (“Protocollo di Kyoto, 2007”). Tra questi la tecnologia fotovoltaica si è dimostrata essere una tra le più efficaci ed attuabili per il miglioramento delle prestazioni energetiche dell’edificio presso cui l’impianto viene installato. Inoltre i benefici conseguiti dal risparmio di energia elettrica e dall’incentivazione alla produzione, promossa dal Nuovo Conto Energia, consentono di ammortizzare i costi d’investimento in pochi anni. I vantaggi sono quindi sia di natura ambientale, grazie alla riduzione delle emissioni inquinanti per la produzione di energia elettrica, sia di natura economica.
Il primo aspetto da affrontare per comprendere meglio le potenzialità di un impianto fotovoltaico riguarda lo stato dell’arte e le modalità di realizzazione.
L’effetto fotoelettrico che sta alla base della produzione di energia elettrica da fonte solare è un fenomeno fisico ormai ben noto da oltre un secolo. Negli ultimi anni si è cercato però di trasformare un principio fisico in una reale soluzione tecnica, capace di competere con le altre tecnologie nel campo delle fonti rinnovabili.
Ad oggi la maggior parte delle celle fotovoltaiche in commercio è costituita da semiconduttori in silicio. La ragione di questa scelta è principalmente dovuta al fatto che il silicio è disponibile in grandi quantità sul nostro pianeta e largamente utilizzato dall'industria elettronica, la quale (con la rapidissima espansione degli ultimi decenni) ha agevolato lo sviluppo degli attuali metodi di raffinazione, lavorazione e drogaggio. Il mercato fotovoltaico propone sostanzialmente due tipologie tecnologiche: i moduli al silicio cristallino e i moduli al silicio amorfo. I moduli al silicio cristallino possono avere una struttura monocristallina o policristallina. I vantaggi relativi alla tecnologia cristallina (in particolare policristallina) possono essere sinteticamente rappresentati da una maggiore efficienza della cella (13-14 %), una minore superficie captabile a parità di potenza installata, una maggiore affidabilità nel tempo (decadimenti noti e certificati, in genere non superiori al 10 % dopo 10 anni di vita e al 20 % dopo 25 anni). Per contro, gli aspetti negativi sono senza dubbio un costo al Watt maggiore rispetto al silicio amorfo e una minore facilità di applicazione su superfici architettoniche particolari (curve, o comunque non piane).
Tuttavia, poiché la lavorazione di moduli al silicio amorfo richiede l'impiego di materiali con caratteristiche particolari, rimangono ancora aperti e discutibili diversi aspetti tecnici di tale tecnologia, specialmente per ciò che riguarda la stabilità delle prestazioni elettriche nel corso della vita utile. Le prestazioni energetiche medie in questo caso sono ridotte (efficienza del 6-7%) con comportamenti migliori in condizioni di alta temperatura e irraggiamento diffuso.
Il mercato fotovoltaico si sta però sviluppando repentinamente e non trascorreranno molti anni prima che altri tipi di tecnologie, più efficienti ed economiche, oggi ancora in fase di sperimentazione, sostituiscano gli attuali moduli al silicio.
Moduli fotovoltaici dicevamo, ma anche inverter.
Gli inverter (denominati anche convertitori statici) rappresentano il cuore dell’impianto fotovoltaico. Sono componenti elettrici capaci di trasformare la corrente elettrica continua generata dai moduli fotovoltaici in corrente elettrica alternata, con caratteristiche di tensione e frequenza idonee per un corretto e sicuro utilizzo. La loro funzione non è però limitata alla trasformazione della corrente elettrica. Molti inverter vengono infatti dotati al loro interno di sofisticati dispositivi di controllo, gestione e protezione del sistema, in grado di monitorare in tempo reale tutti i parametri significativi e intervenire in caso di anomalie o disfunzioni.
Altre protezioni, tipiche di qualsiasi impianto elettrico come interruttori automatici, fusibili e scaricatori di sovratensione, vengono installate nei punti sensibili del sistema, a garantirne la funzionalità, la durabilità e la sicurezza.
Ogni componente elettrico e fotovoltaico fin qui citato deve possedere criteri e requisiti ben definiti e regolamentati dalle normative e direttive nazionali (certificazioni rilasciate da specifici laboratori, secondo quanto definito dal “Gestore dei Servizi Energetici”), deve essere installato secondo modalità precise e rigorose (per esempio “Guida per le connessioni alla rete elettrica di ENEL Distribuzione – Dicembre 2008”).
Fin qui ci siamo limitati a spiegare in modo sintetico come viene realizzato un impianto fotovoltaico e da quali componenti è costituito. Ma cosa induce molti privati e aziende in svariati settori produttivi a investire tempo e denaro per la realizzazione di un impianto fotovoltaico? I numeri sono inequivocabili: in Italia sono stati superati gli 800 MWp nel mese di Gennaio e si prevede che il limite di 1200 MWp verrà raggiunto nel mese di Luglio (comunicato stampa del 18/01/2010 – “Gestore dei Servizi Energetici”). Il trend di crescita si è raddoppiato negli ultimi 6 mesi.
La risposta sta nell’incentivazione agli impianti fotovoltaici.
Con il Decreto Ministeriale emanato il 19 Febbraio del 2007 sono state definite le modalità d’incentivazione alla produzione di energia da fonte fotovoltaica, rinnovando positivamente tutto quanto era stato inadeguatamente definito prima.
Il concetto è molto semplice. L’impianto fotovoltaico è uno strumento in grado di produrre energia elettrica, in una quantità che può essere stimata con accuratezza in funzione di diversi fattori (climatici, geografici, geometrici, elettrici). L’incentivazione viene applicata sulla produzione di energia elettrica: tutta l’energia prodotta dall’impianto, espressa in chilowattora, viene incentivata dal Gestore dei Servizi Energetici, secondo una tariffa definita in funzione della potenza dell’impianto (in chilowatt) e della tipologia costruttiva.
Si faccia riferimento alla tabella seguente.
La tariffa d’incentivazione varia da 0,346 €/kWh prodotto per impianti di potenza maggiore di 20 kWp non integrati, a 0,47 €/kWh prodotto per impianti di potenza inferiore a 3 kWp integrati.
La durata dell’incentivazione è stabilita pari a 20 anni, durante i quali il produttore di energia beneficerà, mese dopo mese, di un introito economico sicuro e garantito.
Ma non è tutto. L’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico potrà essere gestita dal produttore come meglio crede, a seconda delle proprie necessità. Potrà essere consumata in loco, beneficiando del mancato esborso economico in bolletta (tutta l’energia prodotta dall’impianto e istantaneamente consumata non viene “vista” dall’Ente Fornitore), potrà essere immessa in rete secondo diverse modalità, beneficiando del Conto Scambio (a riguardo si rimanda alla “Guida al Nuovo Scambio sul Posto” emanata dal GSE) oppure della vendita diretta. Questi ulteriori benefici economici, aggiunti a quello più corposo dell’incentivo Conto Energia, consentono di ammortizzare l’investimento iniziale in 6-7 anni. Questo significa che fino allo scadere dei 20 anni d’incentivazione si continuerà a beneficiare della produzione di energia elettrica e quindi dei vantaggi economici indicati precedentemente.
Il DM 19/02/2007 prevede inoltre maggiorazioni significative alle tariffe incentivanti per alcune tipologie di realizzazione, tra le quali si distingue la rimozione di coperture contenenti amianto (Eternit).
Come si ottengono gli incentivi? La richiesta dovrà essere presentata al Gestore dei Servizi Energetici per via telematica e cartacea, mediante modalità e documentazione tecnica predefinita. Al riconoscimento della tariffa incentivante verranno stipulati i contratti che legheranno il produttore di energia e il Gestore dei Servizi Energetici fino alla data di scadenza (per 20 anni dall’entrata in esercizio dell’impianto).
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Si ipotizzi di realizzare un impianto fotovoltaico da 48,40 kWp totalmente integrato, dimensionato per pareggiare i consumi del produttore. Considerando i benefici determinati dall’incentivazione alla produzione (23.000,00 €/anno) e dal risparmio in bolletta (8.500,00 €/anno), il ricavo totale annuo consente di ammortizzare l’investimento iniziale dopo 6 anni, continuando a ricavare circa 32.000,00 €/anno per i rimanenti 14 anni.
L’incentivazione però non è infinita. Il DM 19/02/2007 ha stabilito che, una volta raggiunto il limite di potenza installato pari a 1200 MWp, avranno ancora diritto alle tariffe incentivanti tutti gli impianti entrati in esercizio nei 14 mesi successivi. Cosa succederà dopo?
Gli enti e le associazioni più rappresentative del settore fotovoltaico hanno già espresso il loro unanime appello alle istituzioni ministeriali affinché l’incentivazione possa essere rinnovata, magari con revisioni a ribasso sulle tariffe e maggiori stimoli per impianti residenziali di piccola-media taglia (Proposta congiunta del 12/11/2009 ANIE-GIFI, APER, ASSOSOLARE). Le istituzioni ministeriali non si sono ancora pronunciate in merito.
Rimaniamo dunque in attesa, con fiducia.