Fotovoltaico - Gruppo Rezzonico

Glossario
Link utili
FV (it) – PV (en)
Abbreviazione di FotoVoltaico - PhotoVoltaic
www.isaac.supsi.ch
Ricerca applicata sul fotovoltaico.
Potenza
Quantità di lavoro (o energia) che un sistema produce (o consuma)
per unità di tempo. Si misura in Watt [W] che corrisponde a 1 Joule al
secondo. La potenza elettrica è data dal prodotto della corrente (in
Ampère) per la tensione (in Volt).
www.bipv.ch
Portale informativo dedicato all’integrazione della tecnologia fotovoltaica in ambito costruito.
Potenza di Picco (Wp)
Potenza delle celle prodotta da un impianto fotovoltaico in condizioni
standard di funzionamento (irraggiamento 1000 W/ m2 , temperatura
delle celle 25° C AM 1.5).
Energia
Si misura in J (Joule). Sovente si utilizza il Wh (wattora) che equivale
all’energia resa disponibile da un dispositivo che eroga un watt di potenza per un’ora. 1 lampadina da 60 W accesa per 1h consuma 60 Wh
STC
Standard test conditions (condizioni di test standardizzate), si tratta di
tre valori (irraggiamento 1 kW/m2, spettro solare AM 1.5, temperatura
della cella 25°C) utilizzati per verificare le prestazioni.
Coefficiente di temperatura
Rappresenta l'andamento dei parametri fotovoltaici (corrente, tensione,
potenza) in funzione della temperatura. Generalmente all'aumentare
della temperatura, la potenza effettiva diminuisce.
Mismatching
Il mismatching è il fenomeno che provoca un rendimento medio
dell'impianto fotovoltaico inferiore a quello medio dei singoli moduli
per il fatto che in una catena di moduli collegati in serie, la produzione
di ogni modulo si adegua a quella del modulo più debole.
Inverter o ondulatore
Strumento che serve a convertire la corrente continua prodotta dai
modulo PV in corrente alternata. Questo apparecchio è necessario per
l’allacciamento dell’impianto PV alla rete di distribuzione.
Rendimento
Indica la percentuale della luce solare ricevuta dal modulo che viene
trasformata in elettricità.
www.swissgrid.ch
Portale specialistico per i fornitori di energie rinnovabili per la rimunerazione per l’immissione di energia a copertura dei costi (fotovoltaico).
www.guarantee-of-origin.ch
Portale Swissgrid dedicato al sistema svizzero delle garanzie di origine (per la produzione di energia elettrica). Questo sito permette di
registrare, rilasciare e trasmettere le garanzie di origine in Svizzera e
all'estero.
www.grupporezzonico.ch
Portale informativo del Gruppo Rezzonico. In particolare si segnala il
settore Rezzonico Eco Energie.
http://solar.pramac.com
Portale Pramac Solar, divisione del gruppo Pramac dedicata alla produzione di moduli fotovoltaici a film sottile Micromorph® di ultimissima generazione
http://ec.europa.eu/dgs/jrc/index.cfm
Portale informativo del Centro Comune di Ricerca della Commissione
europea. Il CCR fornisce un sostegno scientifico e tecnico alla progettazione, allo sviluppo, all’attuazione e al controllo delle politiche
dell’Unione europea.
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
È uno strumento di ricerca e dimostrazione per la valutazione geografica dell'irraggiamento solare.
Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana
Dipartimento ambiente costruzioni e design
Istituto sostenibilità applicata all’ambiente costruito
Centro svizzero di competenza BiPV
Fotovoltaico
Informazioni e costi
Un impianto fotovoltaico trasforma l’energia solare, direttamente, in elettricità.
La tecnologia fotovoltaica ha ormai raggiunto un buon livello di maturazione e un impianto puó raggiungere una durata di vita superiore a 25 anni.
Richiede una manutenzione minima ed inoltre ha un impatto sull’ambiente trascurabile.
Scopo di questo opuscolo è favorire l’utilizzo e la diffusione di questa tecnologia
concentrandosi sugli aspetti economici e finanziari in modo che il committente possa
pianificare razionalmente l’investimento. Sono inoltre illustrati i punti più
importanti per una corretta progettazione e realizzazione di un’installazione fotovoltaica.
Immagine 1: impianto PV isolato da 3 kWp installato nel 2003 a Cureglia.
www.isaac.supsi.ch
Per informazioni e domande rivolgersi all' ISAAC Istituto sostenibilità
applicata all'ambiente costruito
Campus Trevano, CH-6952 Canobbio
T +41 (0)58 666 63 51 F +41 (0)58 666 63 49
[email protected]
Immagine 2: impianto PV applicato da 5 kWp
installato nel 2005 a Gerra Gambarogno.
(Fonte: ISAAC - SUPSI)
Immagine 3: impianto PV integrato da 44.6 kWp
installato nel 2007 a Kemptthal.
(Fonte: Beat Kämpfen)
Wafer
É una sottile fetta di silicio ricavata da un lingotto di materiale semiconduttore, all’interno della quale è costruito, attraverso drogaggi, un
microcircuito.
Swissgrid
È la società nazionale di rete che, in qualità di gestore della rete svizzera di trasmissione, è responsabile della sicurezza, dell’affidabilità e
dell’economicità di quest’ultima. Su incarico della Confederazione,
Swissgrid si occupa inoltre della rimunerazione per l’immissione di
energia a copertura dei costi.
1
2
3
Tipologie di sistemi fotovoltaici
Gli impianti PV possono essere classificati in 3 categorie. Impianti
isolati se i moduli fotovoltaici sono posati al suolo. Impianti applicati se i moduli fotovoltaici sono posati sopra un elemento costruttivo. Impianti integrati (Buinding integrated Photovoltaics,
BiPV) se il modulo fotovoltaico assume, oltre alla funzione di produrre elettricità, il ruolo di elemento di costruzione. In questo caso
parte dell’involucro edilizio diventa generatore di energia. I sistemi
BiPV permettono di ridurre i costi d’investi­mento iniziali in quanto
si riesce a razionalizzare sia il materiale che la manodopera necessari alla realizzazione dell’impianto fotovoltaico.
Si tratta di una tecnologia multifunzionale che può essere adottata in modo ottimale sia nelle nuove costruzioni che negli edifici
esistenti.
L'utilizzo più razionale dei materiali permette di ridurre il quantitativo di energia grigia necessario alla realizzazione del sistema edificio più impianto fotovoltaico.
Tecnologie
Tipo di cella
Esistono diverse tecnologie fotovoltaiche
ognuna con caratteristiche diverse a seconda
del tipo di cella o tecnologia impiegata. Tra
queste le più diffuse sono: monocristallina,
multicristallina e a film sottile (silicio amorfo,
microamorfo, CIS, CdTE).
Tabella 4: Spazio necessario per l'installazione di 1
kWp per le diverse tecnologie.
Efficienza
modulo [%]
Potenza per
m2 di moduli
PV [Wp]
Spazio
necessario
per 1 kWp [m2]
(sc-Si) silicio monocristallino
14-19
140-190
5.5-7
(mc-Si) silicio multicristallina
12-17
120-170
6-9
(a-Si) Silicio amorfo micromorfo
4-10
540-100
10-25
CIS, CdTe
9-13
90-130
7-12
Costo modulo
4
Voci di costo dell'impianto
5
Il costo di un impianto fotovoltaico è composto dal costo dei moduli (40-60%) più il costo di tutti i dispositivi ed i componenti elettrici
necessari per trasferire l’energia prodotta dai moduli fotovoltaici fino
alla rete elettrica (componenti BOS). Tra questi vi sono l’ondulatore, i
sistemi di cablaggio, il sistema di fissaggio. Inoltre è necessario considerare anche i costi relativi alla progettazione, al trasporto, all’installazione dei moduli e alla messa in sicurezza del cantiere. A seconda del
tipo di prodotto, standard o su misura, e del paese di provenienza, il
prezzo CHF/Wp può cambiare considerevolmente. L’incidenza di ogni
voce sul prezzo dell’installazione fotovoltaica varia, tra l’altro, in base
alla grandezza dell’impianto stesso.
Grazie al notevole sviluppo del mercato così come all’aumento del
volume di produzione, i prezzi stanno scendendo lentamente ma costantemente. Di conseguenza un costo da 4 a 7 CHF/W può essere
utilizzato come un’indicazione dello stato corrente (2012).
Il costo medio per kWp è inversamente proporzionale alla dimensione
dell’impianto: più grande è l’impianto, minore sono i costi di progettazione e installazione.
Per quanto riguarda gli impianti a film sottile, la suddivisione dei costi
varia a seconda del tipo di tecnologia utilizzata (membrane fotovoltaiche, laminati opachi, vetri semitrasparenti).
Grafico 8: Ripartizione dei costi di un impianto PV con moduli in silicio cristallino (sopra) e film sottile (sotto).
Moduli
Moduli
Ondulatore Ondulatore
Cablaggio Cablaggio
Sistema di fissaggio
Sistema di fissaggio
ProgettazioneProgettazione
Trasporto ed Trasporto ed
installazione installazione
La diminuzione dei costi di produzione dei moduli è costante, questo
grazie al progresso tecnologico e alla crescente domanda del mercato.
In prospettiva il costo dei film sottile sarà piú basso delle tecnologie
convenzionali.
8
Immagine 5: un impianto fotovoltaico su tetto piano con moduli in silicio
amorfo. (Fonte: AMB.)
60%
10%
Grafico 6: evoluzione del costo dei moduli fotovoltaici in Europa. I costi in
Euro sono stati convertiti in CHF con un tasso di cambio pari a 1.2 CHF/Euro.
Fonte: Solarbuzz
�.�
�.��
4%
54%
10%
Tecnolgia cristallina
Tecnologia
a film sottile
4%
6
�.��
�.��
�.��
�.�
7%
�.��
�.��
�.��
13%
�.��
�.��
�.��
�.��
�.��
12%
7%
12%
CHF/WP
�.�
7%
�.��
nov �� dic ��
gen ��
feb ��
mar ��
apr ��
mag �� giu ��
lug ��
ago ��
set ��
ott ��
nov ��
Voci di costo
Costo dell'energia prodotta
◆Moduli: si tratta della voce che influisce maggiormente sul costo
dell’impianto. Il costo del singolo modulo si riduce per grandi impianti.
◆Ondulatore: il costo di questo
componente si riduce proporzional��
mente alla potenza installata.
�� la standardizzazione del sistema permet◆ Trasporto ed installazione:
te di ridurre moderatamente
i costi, soprattutto nel caso di impianti
�
di grandi dimensioni. Vengono considerati anche i costi legati alla
�
messa in sicurezza del cantiere.
◆Sistema di fissaggio: un� impianto integrato puó essere più costoso rispetto ad un impianto applicato o posato sul terreno, ma nello
�
stesso tempo un impianto integrato permette di utilizzare comples�
sivamente meno materiale.
◆Cablaggio: la corretta progettazione del collegamento elettrico fra i
moduli permette di ottimizzare i costi e ridurre le perdite di produzione.
◆Progettazione: maggiore è la complessità dell’impianto, maggiore
è il tempo necessario alla sua corretta progettazione. Una corretta
progettazione garantisce la qualità dell’impianto negli anni. Questa
voce comprende anche i costi burocratici.
Immagine 7: componenti principali di un impianto fotovoltaico allacciato alla
rete elettrica (a sinistra), flusso dell’energia elettrica (a destra).
�
7
�
�
Rete elettrica
Il costo dell’energia fotovoltaica (ovvero il kWh prodotto dall’impianto)
dipende sostanzialmente da:
◆Potenziale di produzione dell'impianto (Si rischia alla sezione successiva per il dimensionamento.
◆Durata di vita dei moduli. In generale si considera che la potenza di
un modulo viene garantita per 25 anni (80% della potenza installata).
◆Costi di manutenzione. Il costo per la manutenzione ordinaria di un
impianto fotovoltaico di qualità è trascurabile (per un impianto connesso alla rete é circa l'1%).
◆Ammontare dell'investimento. Alcune banche propongono tassi ipotecari agevolati da considerare anche la possibilità di deduzione fiscale
relativa alle misure energetiche ed ecologiche.
◆Tasso d’interesse dell’eventuale prestito (inserire indice attuale per
calcolo).
◆ Ulteriori vantaggi:il contributo positivo che riceve l’ambiente, grazie
alla mancata emissione di CO2 nell’atmosfera.
A
potenza [Wp] ∙ costo complessivo
Costo energia CHF =
kWh
produzione totale di energia
sulla durata di vita [kWh]
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
–
〜
Utenza
Rivestimento intonaco
Rivestimento ceramica o gres porcellana
Rivestimento in laterizia
Facciate compatte
Facciata ventilata rivestimento cotto
Facciata ventilata rivestimento metallico
Minimo
Massimo
kWh
Facciate ventilate
����.�
����.�
Contatore
energia prodotta e ceduta
kWh
Contatore
di energia
consumata
Facciata ventilata rivestimento
fibrocemento
���.�
���.�
Ondulatore
����.�
Equazione A: calcolo del costo dell’energia fotovoltaica prodotta dall’impianto.
Equazione B: calcolo degli interessi.
CHF
Wp
Dove il costo complessivo è definito come l'importo del prestito più
gli interessi, mentre il calcolo degli interessi è calcolato tramite la seguente formula:
B
I=C∙i ∙
5+ 1
tn + 1
= 100'000 ∙ 0.05 ∙
= 15'000
2
2
�
Moduli
fotovoltaici
Rivestimento marmo
Moduli
Ondulatore
Cablaggio
Sistema di fissaggio
Progettazione
Trasporto ed
installazione
C Capitale prestato (100'000 CHF)
i Tasso d'interesse del prestito (5%)
tn Anni d'ammortamento (5 anni)
Grid parity
Nel 2011 l’EPIA ha presentato l’andamento storico e gli sviluppi futuri del
prezzo relativo il costo dell’energia elettrica convenzionale (generalmente prodotta da fonti non rinnovabili) rispetto al costo dell’elettricità fotovoltaica (grafico 9). La curva PV (verde) è un intervallo i cui estremirappresentano i costi dell’energia fotovoltaica rispettivamente per il nord
��
(900 kWh/m²/anno) ed il sud Europa (1800 kWh/m²/anno).
Il costo dell’energia elettrica convenzionale è suddiviso in prezzo per potenza di picco
��
(durante il giorno) e potenza di banda (costante durante l’arco di tutta la
giornata). Nel sud Europa, l’elettricità solare è già competitiva con l’ener�
gia elettrica di picco. Aree meno soleggiate, come per esempio il centro
Europa, raggiungeranno la parità di rete entro il 2020.
�
Rimunerazione per l’immissione di energia a copertura dei costi (RIC)
9
�E/kWh�
�.�
��� kWh/m²/a
�.�� €/kWh
�.�
����kWh/m²/a
�.�� €/kWh
�.�
�
�
Grafico 9: la grid parity è il punto in cui l’energia elettrica prodotta con metodi
alternativi (energie rinnovabili) ha lo stesso �prezzo dell’energia tradizionale
(rete elettrica).
(NB la striscia nera indica che un programma �di supporto economico potrebbe essere necessario, in alcuni mercati, fino a circa il 2020).
�
�
�.�
����
����
����
����
����
����
�E/kWh�
Fotovoltaico
Potenza di picco
Costo al m
�
Potenza di banda
I materiali presi in considerazione sono quelli usati più comunemente come rivestimento. I costi (da ritenersi indicativi e variabili) si riferiscono al solo
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
����.�
stato di rivestimento e non all'intero blocco parete. È giusto fare notare che i�.�
moduli PV sono l'unico materiale che permette un ritorno d'investimento.
�.�
2
��� kWh/m²/a
�.�� €/kWh
Grafico 10: costo al m² di alcuni materiali di rivestimento. I costi sono da ritenersi indicativi e variabili.
Rivestimento intonaco
�.�
Rivestimento ceramica o gres porcellanato
Rivestimento in laterizio
Rivestimento marmo
C
�.�
�
CHF/kWp
cts/kWp
<10
4'083
36.5
Swissgrid retribuisce ogni kWh immesso in rete dal fornitore di elettricità
fotovoltaica. La retribuzione si basa su di un prezzo di riferimento dell’energia solare, valido per l’anno di costruzione, per una durata di 25 anni.
10 a 30
3'711
33.7
30 a 100
3'478
32.0
I dati nella tabella a fianco (immagine 12) sono stati moderati in previsione degli sviluppi del mercato. I costi d’investimento legati al fotovoltaico
sono infatti si in costante diminuzione ma, soprattutto in Ticino, sono da
considerarsi piú alti di quelli supposti dall' UFE.
>100
3'219
29.0
<10
4'537
39.9
10 a 30
4'123
36.8
30 a 100
3'864
34.9
>100
3'577
31.7
<10
5'733
48.8
10 a 30
5'073
43.9
30 a 100
4'437
39.1
>100
4'004
34.9
����.�
A partire dal 2013 i mezzi finanziari per la produzione di elettricità da fonti rinnovabili passeranno dagli attuali 265 milioni a circa 500 milioni di
franchi. Considerando la regolare e significativa diminuzione del costo di
produzione dell’energia fotovoltaica, si prevede di aumentare la quota di
dedicata al fotovoltaico dal 5 al 10%. Ciò permetterà di ridurre in modo
costante il numero di impianti in lista d'attesa. Dal 2011 si potrà cancellare
dalla lista d'attesa circa un terzo degli impianti fotovoltaici. Solo quando
si potrà passare alla terza fase, in cui sarà disponibile per il fotovoltaico il
20% dei mezzi RIC, la lista d'attesa potrà essere eliminata del tutto. Vista
l'evoluzione prevedibile dei costi dell'energia solare, ciò sarà possibile al
più presto nel 2014. I progetti di impianti fotovoltaici, che non sono ancora
����.�
in lista d'attesa e che saranno notificati sin d'ora, dovranno pertanto attendere circa quattro anni.
Tabella 12: Rimunerazione per l'emissione di energia a copertura dei costi (RIC).
La rimunerazione (CHF/KWh) si riferisce alle tariffe che entreranno in vigore da
marzo 2012.
Isolato
Applicato
Integrato
Domanda di costruzione
ordinaria
Domanda d’approvazione
dei piani
�� copie al comune interessato�
�� copie all’ispettorato federale degli
impianti a corrente forte ESTI�
�.�
Immagine 14: impianto fotovoltaico da 8.3 kWp a Piazzogna (Fonte: Rezzonico
Eco Energie SA).
�
Facciata ventilata rivestimento metallico
Facciata ventilata rivestimento PV
13
Pubblicazione contemporanea all’albo
�� giorni
�� giorni con pubblicazione
sul foglio ufficiale
sempre necessaria
Normalmente non
necessaria per impianti
inferiori a �� kWp
Tabella 13: Iter burocratico per la costruzione di un impianto PV.
Facciate ventilate
�.�
Facciata ventilata rivestimento cotto
Minimo
Massimo
D
Facciata ventilata rivestimento fibrocemento
kWp
10
����kWh/m²/a
�.�� €/kWh
B
�.�
Modulo PV standard
Rimunerazione 12
CHF/kWh
messa in
Esercizio 2012
La rimunerazione per l’immissione di energia a copertura dei costi è diversa a seconda della categoria impianto fotovoltaico.
Facciate compatte
A
Costi specifici
d'investimento
con costi
d'esercizio
variabili
Per finanziare la produzione di elettricità a partire dalle energie rinnovabili, nel 2007 il Parlamento ha approvato l’introduzione della RIC. L’introduzione di questa speciale sovvenzione non ha portato ad un considerevole aumento dei prezzi dell’elettricità: dal 1° gennaio 2009 gli utenti
pagano un supplemento massimo medio di 0,6 centesimi per ogni chilowattora. Il supplemento massimo, previsto a partire dal 2013, è stato
fissato a 0.9 cts/kWh.
Fotovoltaico
Potenza di picco
Potenza di banda
�.�
Categoria
di grandezza
Categoria
O
�chiedere conferma al proprio installatore�
Facciata ventilata rivestimento Marmo
����A Microformo
����
Vetro isolante con strato basso emissivo
B Silicio amorfo
C Multi
D Mono
Vetro laminato serigrafato
Vetro isolante e PV �BiPV�
����
����
Facciate vetrate
����
����
Facciata continua taglio termico
CHF
�.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
���.�
A
���.�
14
B
C
11
Energia grigia e tempo di ritorno energetico (EPBT)
Si tratta del tempo, misurato in anni, necessario ad un sistema fotovoltaico completo (moduli, cavi, apparecchi elettronici) per restituire
l’energia spesa per la sua produzione. Il tempo di ritorno energetico dipende dalla quantità di irraggiamento (Nel sud Europa l’EPBT è minore
rispetto a zone con un tasso d’irraggiamento inferiore), dal tipo di sistema (integrato, applicato, orientamento ed inclinazione dei moduli) e
dalla tecnologia (efficienza dei moduli e tipo di processo di produzione).
◆ EPBT per tutti i sistemi PV: 3 anni (mediamente)
◆ Durata di vita dei moduli: 25 anni (e più)
◆ Produzione di energia “pulita”: 22-24 anni (e più)
Grafico 11: tempo di ritorno energetico in relazione alla tecnologia fotovoltaica, installazione con orientamento e inclinazione ottimale nel Sud Europa 1700
kWh m²/a.
(Fonte: de Wild-Scholten (ECN), Sustainability: Keeping the Thin Film Industry green, 2nd EPIA International Thin Film Conference, Monaco, 2009).
D
A
�
B
C
D
�.�
AMonocristallina
BMulticristallina
C Silicio amorfo
DCISA Microformo
B Silicio amorfo
C Multi
D Mono
�
Smaltimento
e riciclo
Ondulatore
Montaggio
e cablaggio
�.�
Anni �
Laminati
Celle
Lingotti, cristalli
e wafer
Materia prima
(silicio)
�
�
inferiori a �� kWp
S
��
Condizioni di irraggiamento
16
Per valutare la produzione di un'installazione
solare è necessario conoscere l'irraggiamento,
cioé il flusso di radiazione solare incidente su
una superficie data per unità di tempo (W/m2)
Tabella 15: Irraggiamento solare globale sul piano
orizzontale [kWh/m2 anno] per la nostra regione.
(Fonte: Meteotest).
1'160 [kWh/m2 anno]
Biasca
1’076 [kWh/m2 anno]
Bioggio
1’226 [kWh/m2 anno]
Locarno
1’195 [kWh/m2 anno]
Lugano
1’235 [kWh/m2 anno]
Mendrisio
1’175 [kWh/m2 anno]
Prevedere le possibili perdite (Performance Ratio)
Inclinazione
Orientamento
È necessario ponderare il tasso d’irraggiamento solare annuo sul piano orizzontale
considerando l’inclinazione dei moduli e il
loro orientamento, per fare ciò si utilizzano
dei fattori di trasposizione (si tratta del rapporto tra l'energia solare incidente annualmente su di un piano orizzontale e quella
incidente su di un piano differentemente
orientato e inclinato).
Tabella 17: Fattori di trasposizione per le nostre latitudini.
-90°
-75°
-60°
-45°
-30°
-15°
0°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
90°
0.54
0.60
0.66
0.71
0.75
0.78
0.80
0.80
0.78
0.75
0.70
0.64
0.58
80°
0.61
0.68
0.74
0.80
0.85
0.89
0.91
0.90
0.88
0.84
0.79
0.72
0.65
70°
0.68
0.75
0.82
0.89
0.94
0.98
1.00
1.00
0.97
0.93
0.87
0.80
0.72
60°
0.75
0.82
0.90
0.96
1.01
1.05
1.07
1.07
1.04
1.00
0.94
0.86
0.78
50°
0.81
0.88
0.95
1.02
1.07
1.10
1.12
1.12
1.09
1.05
0.99
0.92
0.84
40°
0.87
0.94
1.00
1.05
1.10
1.13
1.15
1.14
1.12
1.08
1.03
0.97
0.90
30°
0.92
0.97
1.03
1.07
1.11
1.13
1.15
1.14
1.13
1.09
1.05
1.00
0.94
20°
0.96
1.00
1.04
1.07
1.09
1.11
1.12
1.12
1.11
1.08
1.05
1.02
0.98
10°
0.99
1.01
1.03
1.04
1.06
1.07
1.07
1.07
1.06
1.05
1.04
1.02
1.00
0°
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
Quantificare la superficie a disposizione
Ottimizzare inclinazione e orientamento è fondamentale, ma anche
verificare la presenza di ombre è importante: la superficie che andrà
ad ospitare l’impianto fotovoltaico deve essere il più libera da ombre
possibile.
Infatti anche un ombreggiamento parziale può causare delle perdite
di produzione significanti.
Il rendimento indica la percentuale di luce solare ricevuta che viene
trasformata in elettricità. Questo parametro non indica la bontà del
modulo ma solo la superficie necessaria per installare una data potenza.
��
��
��
���
18
��
monocristallino, multicristallino
�
silicio amorfo, micromorfo
����� m /kWp
���%
��.����%
CIS, CdTE
���� m�/kWp
silicio amorfo, micromorfo
��
O
le degli
I�
��
S
C
D
�
�
�
�
��
Il Performance Ratio (PR) viene espresso in percentuale e definisce il
rapporto derivante dal rendimento effettivo e il rendimento teorico
dell'impianto fotovoltaico. Indica quindi la percentuale di energia realmente disponibile per l'immissione in rete una volta dedotte le perdite energetiche. Un valore del 100% non potrà mai essere raggiunto
poiché nel funzionamento dell'impianto fotovoltaico ci sono sempre
delle perdite inevitabili. Impianti fotovoltaici molto efficienti possono
comunque raggiungere un Performance Ratio dell'80%.
Tabella 21: Perdita dell'impianto.
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Riflessione del vetro
2-4%
Digressione dalle STC
2-4%
Coefficiente di temperatura
3-6%
Neve, polvere, sporcizia
1-2%
Ombre
≥0%
Tolleranza e mismatching
2%
Inverter
≥5%
Cablaggio
1-2%
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Domanda di costruzione ordinaria
Rapporto tra l’energia utilizzabile (all’uscita del inverter se presente) prodotta da un impianto in un dato periodo e la potenza nominale di
questo impianto. L’indice di produzione si misura in [kWh/kWp].
Tecnologia
monocristallina [7m2/kWp]
Superficie netta disposizione
30 m2
Bellinzona: Irraggiamento
1'218 [kWh/m2]
solare globale sul piano orizzontale
Potenza impianto
30/7=4.3 kWp
Fattore di conversione
1.12
Orientamento moduli
sud (azimuth 0°)
Efficienza dei moduli
moduli monocristallini 17%
19
Inclinazione moduli
20°
Performance Ratio
standard 80%
Energia prodotta in un anno [kWh/a] = irraggiamento kWh ∙ fattore di conversione [%] ∙ area [m2] ∙ efficienza del modulo [%] ∙ PR [%]
m2∙a
kWh
∙ 1.12 [%] ∙ 30 [m2] ∙ 0.17 [%] ∙ 0.80 [%]
m2∙a
���� m�/kWp
��.����%
���� m�/kWp
21
Indice di produzione
5'566 [kWH] = 1'218
��
[%]
efficenza modulo
miglior risultato ottenuto in laboratorio
����%
E
al proprio installatore�
����� m�/kWp
���%
CIS, CdTE
non
mpianti
Wp
O
�.��� m�/kWp
��
����%
pubblicazione
ale
B
��.����%
��
ione
17
Grafico 19:Rapporto tra l'efficienza di conversione di un modulo PV (%) e la
superficie necessaria all'installazione di 1 kWp (m²). Maggiore è l'efficienza del
modulo fotovoltaico (rettangolo di sinistra), minore é la superficie necessaria per
ottenere 1 kWp installato (rettangolo
di destra).
monocristallino, multicristallino
�.��� m�/kWp
Immagine 18: Schema ottimizzazione inclinazione orientamento.
��
A
Tabella 22: Esempio di calcolo dell'indice di produzione.
Ottimizzare inclinazione e orientamento dell’impianto
���
20
AMonocristallina
BMulticristallina
C Silicio amorfo
DCIS
Fattori di conversione
��
Tecnologie
Di tutto l’irraggiamento che raggiunge la superficie fotovoltaica solo
una parte viene convertito in energia elettrica, é quindi necessario
considerare l’efficienza di conversione specifica del modulo.
Dato medio 0.1 (10%, questo dato è da considerarsi come una media
dell’efficienza dei vari tipi di tecnologia, 0.05 per moduli a film sottile,
0.15 per alcuni moduli monocristallini).
15
Bellinzona
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Efficienza dei moduli
Grafico 20: Efficienza media ed efficienza massima in laboratorio per le diverse
tecnologie fotovoltaiche.
Figura 16: Irraggiamento globale della Svizzera
ato federale degli
forte ESTI�
i
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Quanta energia produce un impianto fotovoltaico
provazione
azione
E
�chiedere conferma al proprio installatore�
Indice di produzione kWh = energia prodotta [kWh]
kWp
potenza dell'impatto [kWp]
5'566 [kWh] 1294 kWh
=
4.3 [kWp]
kWp
22