Fotovoltaico  ( produzione di energia elettrica )

Calcolate immediatamente l'impianto fotovoltaico o termico

Scheda tecnica dei materiali occorrenti in un impianto fotovoltaico

Bozza e prospetto di impianto fotovoltaico da 1 KWp

Quello che c'è da sapere sui consumi di un boiler elettrico

Capacità produttiva di un impianto in Ticino

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    L' energia solare che raggiunge in un anno la superficie terrestre, alla latitudine della Svizzera è di circa 1.250 KWh /metro quadrato. La resa media del sistema fotovoltaico è del 14% per cui la capacità produttiva di energia elettrica è di 180 kWh/metro quadrato per anno. Il consumo medio di una famiglia svizzera è di 4.500 kWh/anno. Questo significa che la richiesta di una famiglia verrebbe soddisfatta utilizzando un impianto di potenza pari a circa 3,5 KWp per una superficie impegnata di circa 25 metri quadrati.

    Nel caso di abitazioni realizzate con criteri di bassa dispersione termica e basso consumo energetico, si può tranquillamente dimezzare il fabbisogno energetico. Con soli 2 KWp e circa 12 metri quadrati di moduli con una spesa complessiva ( senza alcun contributo ) pari a circa 12.500 CHF.

Dato il problema legato alla produzione di corrente elettrica, non disponibile nell' arco dell’intera giornata, esistono solo due possibili soluzioni:

• Interconnessione alla rete elettrica di distribuzione
  L' energia elettrica prodotta dai pannelli solari è a corrente continua. Per poterla utilizzare con i normali elettrodomestici ed apparecchi in genere, deve essere convertita in corrente alternata tramite un "inverter". A questo punto la corrente alternata generata dai pannelli non utilizzata in quel momento potrà essere immessa nella rete e scalata dai prelievi effettuati nelle ore in cui l' impianto solare non fornisce energia. Un secondo contatore potrebbe contabilizzare l'energia elettrica prodotta e conteggiare gli eventuali conguagli. Alla fine dell'anno si procederebbe con uno scomputo dalla bolletta dei kWh immessi.  

• Accumulo con batterie
  La corrente continua prodotta dai pannelli potrebbe essere accumulata in batterie e trasformata dall'inverter in corrente alternata quando verrebbe richiesta. Praticamente, con le dovute differenze, come quello che avviene nelle auto. Questa soluzione comporta un investimento maggiore per l'acquisto delle batterie ( circa un 25 % in più ).  

           Schema elettrico di esempio

                                              Disposizione a blocchi dell'impianto fotovoltaico con immissione nella rete

Cosa c'è da sapere sul fotovoltaico

Esempio base di calcolo

Cos'è un impianto fotovoltaico ?

Un impianto fotovoltaico è un sistema autonomo capace di generare energia elettrica attraverso il processo di conversione della luce solare.

A che cosa serve ?

Serve ad alimentare circuiti elettrici ed utilizzatori elettrici di svariata potenza. 

Come dimensionare e calcolare un impianto fotovoltaico ?

Il dimensionamento di un impianto fotovoltaico è un calcolo che tiene conto di molteplici variabili. La radiazione solare, l'inclinazione dei moduli, l'orientamento dei moduli, il fattore di conversione del modulo fotovoltaico, l'assemblaggio elettrico del sistema, ecc...

Quali sono i benefici energetici ottenibili da un impianto fotovoltaico ?

Un impianto fotovoltaico da 1 KW di potenza, in Ticino, può produrre annualmente circa 1200 KWh di energia elettrica. Considerando il costo al KWh dell'energia elettrica fornita dalla rete, il calcolo è presto fatto.

Quanto costa un impianto fotovoltaico ?

Il costo di un impianto fotovoltaico per immissione nella rete costa circa 6.500 CHF al KW, mentre un impianto con batterie può toccare i 7.500 - 7.800 CHF.

Quali utilità apporta all'ambiente ?

Un impianto fotovoltaico da un KW può risparmiare un'immissione di CO2 in atmosfera pari a 1200 x 0,531 Kg all'anno; cioè circa 640 Kg di anidride carbonica.

L'impianto fotovoltaico è un sistema modulare ?

L'impianto fotovoltaico è un sistema modulare.

• - Esempio di un calcolo fotovoltaico
  
  Per un corretto dimensionamento occorre conoscere: Località e relativa radiazione annuale, inoltre:
  
      A) Potenza in Wh/giorno necessaria all'impianto
  
      B) Superficie disponibile per il generatore fotovoltaico
  
      C) Località  ( Bellinzona )
  
      D) Altitudine
  
      E) Periodo di utilizzo dell'impianto ( fine settimana, periodi di vacanza, ecc. )
  
      F) Esposizione della casa, fabbricato, sito, condominio, ecc.
  
      G) Numero di persone che usufruiranno dell'impianto
  
      H) Numero di camere del sito
  
      J) Gli utilizzatori che verranno impiegati ( lampade, frigo, tv, computer, ecc. )
  
      K) La potenza in Watts di tutti gli utilizzatori
  
      L) La tensione ( 12, 24, 220 Volt ) con la quale si dovrà alimentare l'impianto
  
      M) Caratteristiche climatiche del posto
  
      N) Se necessita avere la 220 V in c.a.
  
      O) Quali utilizzatori bisogna alimentare a 220 V
  
      P) Quanti giorni si desidera avere di autonomia dall'impianto
  
      Q) Altre notizie utili relative a possibili ulteriori consumi
  
  
  
  Come procedere nel calcolo:
  
  Bisogna, per prima cosa, definire il totale fabbisogno energetico giornaliero in W/g; ciò è possibile sommando tutti i consumi orari di tutti gli utilizzatori (Wh/g)
  
  
  Facciamo un esempio:     Calcolo dei consumi invernali
  
  A) 4 lampade da 60 W che considereremo accese per 7 ore al giorno (dalle 17,30 alle 23 e dalle 6,30 alle 8)
  
  B) 2 lampade da 40 W e due lampade fluorescenti da 25 (a ridotto consumo) Le due lampade da 40 W rimarranno accese dalle 17,30 alle 20 ( 4,5 ore al giorno x 2 lampade da 40 W ) e quelle da 25 W rimarranno accese per complessive 8 ore (8 ore al giorno x 2 lampade da 25 W)
  
  Nel caso A) 7 ore x 4 x 60 W = 1680 Wh
  
  Nel caso B) 4,5 ore x 2 x 40 W = 360 Wh + 8 ore x 2 x 25 W = 400 Wh Totale 760 Wh/giorno
  
  Aggiungendo con lo stesso procedimento di calcolo, tutti gli altri utilizzatori presenti in casa, potremo stimare i nostri consumi totali di un giorno.
  
  Completato questo calcolo, si individuerà il totale dell'energia ( Wh o KWh) necessaria al fabbisogno energetico di un giorno.
  
  Per cominciare a comprendere quanti moduli dover impiegare per la copertura totale del nostro fabbisogno, bisognerà fare questa considerazione:
  
  Un modulo fotovoltaico commerciale di 100 Wp (Watt di picco) a grandi linee, produrrà in un giorno:
  
  ( Inverno ) Alto Ticino: 100 Wp x 0,65 x 2,9 ore medie di sole/giorno           = 188,5 Wh/giorno
  
  Centro Ticino: 100 Wp x 0,65 x 3 ore medie di sole/giorno                          = 195 Wh/giorno
  
  Basso Ticino: 100 Wp x 0,65 x 3,2 ore medie di sole/giorno                         = 208 Wh/giorno 
  
  
  
  ( Estate ) Alto Ticino: 100 Wp x 0,65 x 4,8 ore medie di sole/giorno             = 312 Wh/giorno
  
  Centro Ticino: 100 Wp x 0,65 x 5 ore medie di sole/giorno                          = 325 Wh/giorno
  
  Basso Ticino:  100 Wp x 0,65 x 5,3 ore medie di sole/giorno                        = 344,5 Wh/giorno
  
  
  
  ( Media Anno ) Alto Ticino:  100 Wp x 0,65 x 3,85 ore medie di sole/giorno     = 250,3 Wh/giorno
  
  Centro Ticino:  100 Wp x 0,65 x 4 ore medie di sole/giorno                          = 260 Wh/giorno
  
  Basso Ticino:  100 Wp x 0,65 x 4,25 ore medie di sole/giorno                       = 276,3 Wh/giorno
  
  
  Possiamo concludere il nostro esempio così ( se abitassimo a Bellinzona ):
  
  Nel caso A) 1680 Wh : 260 Wh ( media anno Centro Ticino ) = 6,46 Moduli Fotovoltaici
  
  Nel caso B)   760 Wh : 260 Wh ( media anno Centro Ticino ) = 2,92 Moduli Fotovoltaici
  
  
  A questo punto nasce spontanea una domanda; e se noi adoperassimo utilizzatori a basso risparmio energetico ?
  
  Certamente, è il modo più oculato per per contenere costi a parità di utilità energetica.
  
  Nel caso di lampade a basso consumo da 13 W fluorescenti ( pari ad una lampada ad incandescenza da 75 W )  
  
  si potrebbe avere la stessa luminosità spendendo circa il 50 % in meno sul costo dei moduli fotovoltaici difatti:
  
  7 ore x 4 x 13 W = 364 Wh/giorno 364 : 260 Wh =  1,4  moduli occorrenti 
  
  
  NB: I valori relativi al tempo di ammortamento, sono calcolati dal rapporto tra l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico e la spesa totale sostenuta.