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L'effetto fotovoltaico

Fig. 1:

Cella fotovoltaica in silicio monocristallino. Le strisce argentate sono i contatti ohmici che permettono la connessione in serie di più celle.

La tecnologia fotovoltaica (FV) consente di trasformare direttamente l'energia della radiazione
solare in energia elettrica, con un' efficienza globale tra il 16% e il 18% per una singola cella fotovoltaica monocristallina.

Questa tecnologia sfrutta l' effetto fotovoltaico che è basato sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori, in grado di convertire l'energia della radiazione solare in energia elettrica, senza parti meccaniche in movimento e senza l'uso di alcun combustibile (Fig. 1).

Questi dispositivi sono fabbricati a partire da materiali semiconduttori , come il silicio (Si), l'arsenurio di gallio (GaAs) e il solfato di rame (Cu ₂S). In una cella fotovoltaica, i fotoni della luce solare incidente spezzano i legami degli elettroni del semiconduttore, consentendo così agli elettroni di muoversi liberamente nel semiconduttore. Le posizioni lasciate libere dagli elettroni agiscono come cariche positive e prendono il nome di "lacune". Le celle fotovoltaiche consistono generalmente in due regioni sottili, una sopra all'altra, ognuna dotata di impurità aggiunte appositamente chiamate droganti. Il risultato è che una regione è di "tipo n", avendo un eccesso di elettroni (negativi), mentre l'altra è di "tipo p", avendo un'eccesso di lacune positive. Questa struttura a 2 regioni, chiamata giunzione p-n, produce un campo elettrico interno. Quando i fotoni creano elettroni liberi e lacune in prossimità della giunzione p-n, il campo elettrico interno li fa muovere in direzioni opposte; gli elettroni si muovono verso il lato n e le lacune si muovono verso il lato p. Viene quindi generata una tensione (forza elettromotrice, f.e.m.) fra le regioni p ed n, con il lato p positivo ed il lato n negativo. Se tramite di fili si collegano il lato p ed il lato n ad un "carico", per esempio una lampadina, vi è una tensione ai capi del carico e una corrente elettrica scorre sul carico.

Fig. 2:
Singole celle fotovoltaiche (1) connesse in serie formano un modulo fotovoltaico (2). Più moduli assemblati realizzano un impianto fotovoltaico (3).

Il silicio in forma cristallina è il materiale maggiormente utilizzato per la fabbricazione di celle fotovoltaiche, che tipicamente hanno
dimensioni di 12 cm x 12 cm. Le celle vengono assemblate in modo da ottenere moduli fotovoltaici di circa mezzo metro quadrato di superficie (Fig. 2).
Celle di altro tipo sono quelle in silicio policristallino e amorfo che hanno un rendimento inferiore, e quelle con più di due giunzioni che possono avere un rendimento superiore, ma sono molto care. Al momento uno sforzo considerevole viene impiegato per sviluppare celle plastiche con polimeri che dovrebbero avere un basso costo, ma anche una bassa efficienza.

I sistemi fotovoltaici sono costituiti da molti pannelli FV connessi in serie e in parallelo; grazie a questa modularità presentano una grande flessibilità di utilizzo. Un sistema fotovoltaico può essere un sistema isolato (stand alone ) oppure connesso alla rete elettrica (grid connected ). In entrambi i casi occorre trasformare la corrente elettrica continua fornita dalle celle in corrente alternata tramite l'utilizzo di un inverter .

The Webweavers: Last modified Wed, 12 Apr 2006 10:17:15 GMT

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L'effetto fotovoltaico Fig. 1: Cella fotovoltaica in silicio monocristallino. Le strisce argentate sono i contatti ohmici che permettono la connessione in serie di più celle. La tecnologia fotovoltaica (FV) consente di trasformare direttamente l'energia della radiazione solare in energia elettrica, con un' efficienza globale tra il 16% e il 18% per una singola cella fotovoltaica monocristallina.

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Il fotovoltaico è una tecnologia che sfrutta l'energia solare per produrre direttamente elettricità. È la tecnologia utilizzata abitualmente nei pannelli solari fotovoltaici che vediamo sulle abitazioni, sui tetti dei depositi industriali o sulle imbarcazioni. Quando viene investito dai raggi solari, il pannello solare genera l'energia elettrica per alimentare l'impianto di illuminazione e gli elettrodomestici della casa.

Come funziona un pannello fotovoltaico? Alcuni semiconduttori hanno la proprietà fisica di generare elettricità quando sono investiti da un fascio di luce perché i fotoni hanno sufficiente energia per strappare gli elettroni dalle orbite degli atomi del materiale. Questo fenomeno è detto effetto fotovoltaico.

La tecnologia fotovoltaica ha diversi impieghi nella società contemporanea.

Gli impianti fotovoltaici

Esistono impianti fotovoltaici di piccole, medie e grandi dimensioni.

Gli impianti fotovoltaici di piccole dimensioni sono generalmente installati sui tetti o sui terrazzi delle abitazioni per produrre l'energia elettrica e cederla alla rete elettrica nazionale in cambio di una compensazione a credito sulla bolletta ( impianti grid connect ) oppure per l'autoconsumo di elettricità ( impianti stand alone ). In genere i pannelli hanno bassa potenza nominale ( fino a 20 kW ) e coprono una superficie di poche decine di metri quadri.

Gli impianti stand alone sono realizzati soprattutto nelle abitazioni isolate, quelle non collegate alla rete elettrica nazionale, per soddisfare il fabbisogno di energia elettrica e rendere l'abitazione autosufficiente. Gli impianti grid connect sono, invece, installati sulle abitazioni autorizzate a vendere l'energia elettrica tramite il programma Conto Energia.

Gli impianti fotovoltaici di medie dimensioni si estendono su una superficie di molte decine di metri quadri e hanno una potenza più alta rispetto agli impianti fotovoltaici domestici. La potenza nominale è compresa tra 20 kW e 50 kW. Sono generalmente impianti grid connect installati dalle aziende come attività secondaria.

Esempio. Un'industria sfrutta la superficie altrimenti non utilizzata degli edifici ( es. tetti dei depositi, dei magazzini o delle fabbriche, pensiline dei parcheggi, ecc. ) per produrre elettricità da rivendere alla rete elettrica nazionale (ecoage.it). In questo modo, l'industria abbatte il costo dell'energia usata nei suoi processi produttivi primari.

Gli impianti fotovoltaici di grandi dimensioni occupano diverse centinaia di metri quadri e raggiungono una potenza nominale superiore a 50 kW. Sono anche detti solar farm. Questi impianti sono gestiti da aziende del settore energetico che hanno la produzione di energia come attività primaria. L'elettricità prodotta dall'impianto è venduta alla rete elettrica nazionale.

Nelle solar farm i pannelli fotovoltaici sono installati su strutture fisse o mobili che ne regolano sia l'orientamento che l'inclinazione. Alcune strutture mobili seguono meccanicamente il percorso del Sole nel cielo per massimizzare il rendimento dei pannelli solari. Questi impianti occupano vaste superfici di terreno. Per evitare che l'uso del suolo per finalità energetiche incida sulle attività agricole, secondo ecoage è preferibile realizzare le solar farm su terreni non agricoli, nelle zone aride, collinari o desertiche.

Il minifotovoltaico

La tecnologia fotovoltaica è utilizzata anche nel settore aerospaziale per fornire elettricità ai satelliti in orbita o alla stazione spaziale internazionale, nella nautica come fonte alternativa per generare elettricità nelle imbarcazioni e nel minifotovoltaico o microfotovoltaico per l'illuminazione degli ambienti non collegati alla rete elettrica.

Cos'è il minifotovoltaico? Sono pannelli fotovoltaici di piccole dimensioni usati per alimentare singoli dispositivi elettrici. Ad esempio, i lampioni alimentati da un piccolo pannello fotovoltaico integrato sono utilizzati per illuminare la segnaletica stradale nelle zone montane, un sentiero in un giardino o in una villa, ecc.

Vantaggi e svantaggi del fotovoltaico

La tecnologia fotovoltaica ha pro e contro.

I principali vantaggi sono i seguenti:

Energia pulita e rinnovabile. Il fotovoltaico usa una fonte di energia pulita e rinnovabile. L'energia solare non si esaurisce con il consumo, non inquina l'ambiente, né emette gas serra. Pertanto, ha un impatto minore sull'ambiente e sulla salute.

Vantaggi economici individuali. Riduce la spesa per l'energia perché favorisce l'autoconsumo di energia elettrica.

Mix energetico. Dal punto di vista sociale, il fotovoltaico migliora il mix energetico e riduce la dipendenza energetica del paese dall'estero per soddisfare il fabbisogno nazionale di energia.

I principali svantaggi sono i seguenti:

https://www.ecoage.it/fotovoltaico.htm

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Il fotovoltaico è una tecnologia che sfrutta l'energia solare per produrre direttamente elettricità. È la tecnologia utilizzata abitualmente nei pannelli solari fotovoltaici che vediamo sulle abitazioni, sui tetti dei depositi industriali o sulle imbarcazioni. Quando viene investito dai raggi solari, il pannello solare genera l'energia elettrica per alimentare l'impianto di illuminazione e gli elettrodomestici della casa.

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Come funzionano i Pannelli Fotovoltaici? Energia Solare e Silicio

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Con una sessione di domande/risposte proveremo a chiarire in questo pezzo le caratteristiche essenziali di questo sistema di produzione energetico, quello fotovoltaico, che sempre più piede sta prendendo negli ultimi anni, a tutte le latitudini e sia a livello aziendale che privato.
Effetto fotovoltaico: in cosa consiste
Si tratta di un effetto completamente naturale che si manifesta quando una radiazione solare penetra tramite un materiale semiconduttore (il silicio cristallino nel caso dei pannelli). Il silicio, presenta in natura in misura elevata, è il materiale di cui si compone la cella solare e la sua struttura lo rende un semiconduttore super-efficace.
Diversi tipi di pannelli fotovoltaici

Policristallini. I pannelli costruiti con questo materiale vengono generati con gli scarti dei lingotti monocristallini. Il silicio è meno omogeneo dei monocristallini ma con performance simili ed un costo più basso.

Monocristallini. Costituiti da celle omogenee di silicio, tagliate direttamente da lingotti estratti in natura. Il costo è più elevato poiché seppur il silicio è presente in gran quantità in natura, non lo è allo stato libero.

Film sottile. I pannelli vengono costruiti con strati di silicio molto sottili che ne diminuiscono i costi. Si trovano maggiormente su superfici flessibili e applicati ad edifici che devono sottostare a forti restrizioni ambientali.

Silicio amorfo. Costruiti con una lastra trasparente di silicio amorfo (senza struttura) e trattato chimicamente per migliorare le proprietà di conduzione del calore. Sono di gran lunga la soluzione più a buon mercato quando si parla di pannelli fotovoltaici, tuttavia il rendimento termico è imparagonabile con le altre opzioni.

Impianto fotovoltaico: cos'è?
Un impianto fotovoltaico non è altro che un sistema strutturato per sfruttare al meglio le radiazioni provenienti dal sole al fine di generare un flusso continuo di corrente elettrica grazie al precedentemente descritto effetto fotovoltaico. Una volta tramutata in corrente alternata, grazie all'utilizzo di un inverter, può essere quindi usata per alimentare le apparecchiature elettroniche all'interno dell'abitazione. L'impianto è formato da piccole celle fotovoltaiche (realizzate con i materiali descritti nel paragrafo precedente) che presentano piccole strisce d'argento in superficie, ovverosia i contatti chimici che mettono in contatto tra loro più celle così da formare un modulo fotovoltaico.
I moduli a concentrazione
L'impianto solare a concentrazione è caratterizzato dl fatto di non funzionare direttamente grazie all'effetto fotovoltaico bensì la radiazione solare viene adoperata per scaldare un fluido termovettore (come gas, sali fusi o olio minerale) così da produrre energia meccanica e, di seguito, elettrica. Questo modello concentra la radiazione solare su sistemi ottici invece che sulle celle, diminuendo così i costi di produzione e lavorazione del silicio stesso.
Cosa significa KW/p?
KW/p è l'acronimo che sta per chilowatt di picco, l'unità di misura che indica la potenza massima raggiungibile che i moduli di un impianto possono raggiungere nel momento in cui assorbono le radiazioni. Il tutto viene calcolato nella condizione ottimale e di massimo rendimento termico. Ovviamente da non confondersi con KW, l'unita di misura dell'utenza elettrica.
Dove installare un impianto fotovoltaico
Le possibilità di installazione di un impianto sono generalmente le seguenti:

Integrato nel tetto (i pannelli solari fanno parte del tetto stesso)

Sopra il tetto ( i pannelli vengono fissati con un telaio)

Montati a terra

Sulla facciata

Sul balcone

Poco sole = niente impianto?
Seppur sia innegabile che la presenza costante di condizioni climatiche favorevoli favorisca un accumulo maggiore di energia, i moduli fotovoltaici possono essere tranquillamente usati (e funzionare) anche con un irraggiamento solare basso. Sono infatti in grado di catturare ogni singola radiazione solare e convertirla in energia a disposizione dell'unità abitativa, persino in situazioni di cielo coperto e di pioggia. Sempre a condizione di seguire tutte le normative e procedure di installazione, inclinazione ed orientamento dei pannelli. Se doveste trovarvi nella spiacevole condizione in cui la produzione di energia risulti insufficiente, potete sempre rivolgervi al vostro gestore per prelevare corrente elettrica.
Resistenza dei pannelli
Cosa aspettarsi in caso di condizioni meteorologiche fortemente sfavorevoli? Cosa accade se le temperature sono elevatissime o in caso di grandine? Corriamo il rischio che un pannello possa addirittura rompersi? Pur sembrando fragili, prima di essere immessi sul mercato i pannelli fotovoltaici vengono sottoposti a severi test per misurare il grado della loro resistenza in condizioni difficili. Uno di questi test consiste nella resistenza alla grandine di grosse dimensioni (2,5 cm di diametro). Una volta superati con successo questi test, il pannello è garantito ed ottiene la conseguente certificazione valida a livello internazionale. Nel caso abbiate la disponibilità potete sempre aggiungere una piccola assicurazione "all risks".
Vendere l'energia inutilizzata
Stipulando un contratto Conto Energia con il proprio gestore elettrico è anche possibile vendere l'energia prodotta ma di cui non abbiamo bisogno. All'interno dell'abitazione verranno installati due contatori: il primo destinato a calcolare l'energia prodotta mentre il secondo conteggerà i consumi energetici. L'energia destinata alla vendita è semplicemente la differenza tra quella prodotta e quella consumata.

Vuoi saperne di più e sei interessato a valutare l'ipotesi di un impianto fotovoltaico per la tua abitazione? Non esitare a contattarci usando l'apposito form o chiamandoci: ti ricontatteremo immediatamente fornendoti tutte le risposte che stai cercando!

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Le principali curiosità sul fotovoltaico - Equipe Impianti

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Con una sessione di domande/risposte proveremo a chiarire in questo pezzo le caratteristiche essenziali di questo sistema di produzione energetico, quello fotovoltaico, che sempre più piede sta prendendo negli ultimi anni, a tutte le latitudini e sia a livello aziendale che privato.

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In questa guida analizziamo quali sono i costi legati ad un impianto fotovoltaico, a quanto ammontano e quali sono le principali tipologie di impianto. Trovi anche i costi legati alle batterie di accumulo.

Ecco la tabella di confronto con i costi indicativi di un impianto fotovoltaico chiavi in mano. Questi costi non includono i sistemi di accumulo:

Costo di un Impianto Fotovoltaico: conviene?

Impianto fotovoltaico installato su abitazione singola

Il costo di un impianto fotovoltaico varia in base a diversi fattori, tra cui i principali sono:

La tipologia di pannelli solari che si vuole installare;

La grandezza dei pannelli;

La potenza desiderata.

Oltre a questi fattori bisogna anche considerare i costi legati alla progettazione dell'impianto,al trasporto delle componenti e all' installazione finale. Proprio per questo motivo la maggior parte delle aziende offre una soluzione chiavi in mano, facilitando il confrontoe assolvendo il consumatore finale dall'obbligo di dover contattare ditte diverse, ognuna per ogni singolo servizio/esigenza. Con le soluzioni chiavi in mano infatti, il prezzo comprende tutti i servizi necessari affinché l'impianto sia pronto all'uso.

In questo caso si possono valutare diversi impianti tenendo principalmente in considerazione la potenza desiderata, che varia in base al numero di persone che dovranno utilizzare l'impianto stesso. Tuttavia bisogna precisare che la reale convenienza di un impianto fotovoltaico dipende da numerose variabili, come la capacità di autoconsumo, gli incentivi per lo scambio sul posto e la capacità di ammortizzare nel tempo i costi dell'impianto installato.

Impianto fotovoltaico con accumulo: Batterie, Costo

L'impianto fotovoltaico può essere provvisto o meno di un sistema di accumulo, il quale permette di conservare l'energia prodotta, ma non consumata (energia in eccesso) e di riutilizzarla in un secondo momento. In questo modo è possibile massimizzare l'autoconsumo riducendo al minimo il costo della bolletta, che comunque dovrai pagare almeno per la parte relativa ai costi fissi (anche se il consumo dalla rete è nullo).

L' accumulo di energia è possibile attraverso delle particolari "batterie", che possono essere collegate anche in serie per garantire maggiore flessibilità nell'utilizzo della corrente elettrica. Esistono diversi modelli e tipologie di kit fotovoltaico con accumulo e le batterie hanno prezzi diversi a seconda della tipologia e della marca (spesso sinonimo di qualità e affidabilità).

Quanto costano le batterie per l'accumulo?I prezzi oscillano orientativamente dai 2.500€ - 4.000€ per le batterie al piombo-acido fino ai 6000€ e oltre per le batterie agli ioni di litio, ritenute ad oggi quelle con le prestazioni migliori.

Anche nel caso delle batterie il costo varia in base alla potenza della batteria, alla sua c apacità di immagazzinamentoe alla durata della garanzia, espressa in numero di cicli per i quali il produttore garantisce la massima prestazione. I sistemi moderni prevedono inoltre un inverter con accumulo integrato, che però è poco flessibile a soluzioni su misura in quanto i modelli sono quasi sempre standard.

Cos'è un Impianto Fotovoltaico e come funziona

Un impianto fotovoltaico è un sistema che trasforma le radiazioni solari in energia elettrica sfruttando i moduli fotovoltaici dei pannelli solari. Questi sono dei particolari pannelli che, una volta irraggiati, riescono a sfruttare l'effetto fotoelettrico dei materiali di cui sono composti (spesso il silicio), per generare corrente continua.

Grazie ad un inverter è poi possibile trasformare la corrente continua in alternata ed utilizzarla all'interno dell'abitazione. Un elemento fondamentale da tenere in considerazione quando parliamo di impianto fotovoltaico è il contatore bidirezionale, che a differenza di un normale contatore permette di collegare l'impianto sia all'utenza finale (impianto elettrico della casa) che alla rete elettrica nazionale in BT.

Contatore bidirezionale: cos'è?Il contatore bidirezionale è un contatore elettronico che presenta due frecce orizzontali di senso opposto sulla parte esterna dell'apparecchio. Grazie ad esso è possibile tenere traccia dell'energia prelevata edi quella immessa in rete.

Il contatore bidirezionale viene installato dal distributore locale, in sostituzione del vecchio autoconsumo e di quella in eccedenza che immetti in rete. Inoltre tiene traccia dell'energia prelevata dal sistema. In questo modo è possibile calcolare l'incentivo per lo scambio sul posto, erogato dal Gestore dei Servizi Energetici.

Fotovoltaico Impianto a Terra: cos'è, quali sono i limiti?

Impianto fotovoltaico a terra

Per fotovoltaico installato a terra si intende un impianto fotovoltaico installato direttamente sul terreno. In Italia le Regioni con maggiori superficie destinata al fotovoltaico a terra sono la Puglia, il Lazio e l'Emilia Romagna. Tuttavia, sebbene in prima approssimazione questi impianti possano essere considerati come una fonte di risparmio, in realtà la produzione di energia che deriva dagli stessi non assicura un guadagno più elevato rispetto allo sfruttamento dello stesso terreno perfini agricoli.

Proprio per questo motivo, gli incentivi iniziali sanciti dal Decreto L.gs 28/2011 ed elargiti da GSE sono stati successivamente bloccati o limitati dal D.L. 1/2012, prevedendo inoltre il divieto di installazione degli impianti fotovoltaici su molti territori agricoli. Questa linea di condotta del Governo intende quindi favorire lo sfruttamento dei terreni agricoli per la produzione di generi alimentari, piuttosto che per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Quest'ultima presenta infatti un rapporto benefici/costi ancora troppo basso per essere giudicata conveniente.

I provvedimenti sopra citati sono in vigore ancora oggi, ma questo non esclude la possibilità di un'ulteriore modifica futura a favore delle rinnovabili.

Fotovoltaico Impianto Isola: come funziona?

Impianto fotovoltaico ad isola o stand-aloneGli impianti fotovoltaici ad isola, detti anche "stand-alone" o "off-grid", sono un particolare tipo di impianto che non prevede alcun allaccio alla rete elettrica. L'energia consumata è quindi pari a quella prodotta dall'impianto stesso.

Gli impianti ad isola vengono installati solamente in alcuni casi, come per le abitazioni situate in località impervie (zone di montagna o centri abitati isolati). In questi casi infatti, l' allaccio alla rete elettrica può non essere possibile e per questo motivo un impianto fotovoltaico può rappresentare una soluzione più che valida. Questi sistemi prevedono l'installazione obbligatoria di un sistema di batterie di accumulo, le quali consentono di immagazzinare l'energia prodotta durante il giorno per consumarla anche di notte.

Fotovoltaico Impianto Condominio: centralizzato o ad uso privato, come fare richiesta?

Impianto fotovoltaico sul terrazzo di un condominio

Gli impianti fotovoltaici possono essere installati non solo nelle abitazioni singole, ma anche sul terrazzo di un edificio condominiale. In questo caso distinguiamo:

Impianto centralizzato, ad uso dell'intero palazzo;

Impianto ad uso privato, ossia a beneficio di un singolo individuo o famiglia ed installato su spazi comuni.

In entrambi i casi la proposta per l'installazione segue lo stesso iter: bisogna presentare una richiesta scritta all'amministratore di condominio, che poi convocherà l'assemblea entro 30 giorni per votare. La proposta sarà quindi da considerarsi accolta se verrà stata votata in modo favorevole da almeno il 50% degli inquilini intervenuti all'assemblea. Bisogna ricordare che prima di presentare la proposta dettagliata all'amministratore è opportuno effettuare alcune stime, sia in termini di costi che di spazi da destinare all'uso dell'impianto fotovoltaico.

Infine, grazie al provvedimento sulle comunità energetiche che incentiva laproduzione e lo scambio di energia verde tra i cittadini, anche i condomini possono associarsi per diventare non solo consumatori, ma anche produttori di energia rinnovabile elevandosi così al ruolo di prosumer ( producer e consumer allo stesso tempo).

Fotovoltaico Impianto Termico: a cosa serve? che differenza c'è?

Pannello solare termico a tubi sottovuoto

A differenza dell'impianto a moduli fotovoltaici, l' impianto solare termico non viene utilizzato per la produzione di corrente elettrica, bensì per il riscaldamento. In particolare, viene spesso utilizzato in sostituzione della caldaia per la produzione di acqua calda sanitaria oppure in combinazione all'impianto di riscaldamento primario.

L'unico problema di questo sistema è che gli impianti residenziali non riescono a coprire l'intero fabbisogno di produzione di acqua calda o riscaldamento. Per questo motivo devono sempre essere affiancati ad altri sistemi di riscaldamento.

Impianto fotovoltaico Fai da Te: pregi e difetti

Fotovoltaico fai da te

All'opposto delle soluzioni chiavi in mano, troviamo i pannelli fotovoltaici fai da te. Come suggerisce il nome stesso si tratta di una soluzione che prevede l'assemblamento e l'installazione di un impianto fotovoltaico in totale autonomia. Questo è consigliato per piccole abitazioni e per una limitata produzione di energia.

Il vantaggio di questi impianti è legato soprattutto al risparmio: grazie ai Kit per il fotovoltaico fai da te è possibile risparmiare cifre anche superiori ai 2.000€ per un impianto da 3 kW, tagliando soprattutto i costi legati alla progettazione e studio di fattibilità. Lo svantaggio deriva invece dalla complessità dell'installazione dell'impianto, un lavoro non sempre alla portata di tutti.

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Quanto costa un impianto fotovoltaico? Da 3 a 20 kW

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In questa guida analizziamo quali sono i costi legati ad un impianto fotovoltaico, a quanto ammontano e quali sono le principali tipologie di impianto. Trovi anche i costi legati alle batterie di accumulo. Ecco la tabella di confronto con i costi indicativi di un impianto fotovoltaico chiavi in mano.

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7 Cose che ti sorprenderà sapere sull’energia solare

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Il solare è un’energia pulita e rinnovabile: vediamo insieme 7 curiosità che forse non conosci sull’energia rinnovabile

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Un impianto solare oltre che ad essere un'opera ingegneristica e di grande rilevanza per l'ambiente può anche avere un impatto estetico degno di nota. Vengono costruiti in vaste aree disabitate dove vengono installati una miriade di pannelli solari. Sono una delle chiavi per ottenere energia inesauribile a basso impatto ambientale, ma in alcuni casi sono anche delle meraviglie architettoniche diventate vere e proprie attrazioni turistiche.

Vediamo di seguito alcuni degli impianti solari definiti tra i più belli al mondo

L'impianto fotovoltaico di Disney in Florida

Un parco solare da 5MW formato da 48.000 pannelli vicino a Epcot, costruito in collaborazione con Duke Energy Florida, è vicina a uno dei parchi a tema Disney di Bay Lake, in Florida.

L'impianto solare è stato inaugurato a marzo di quest'anno riprende la faccia iconica del più famoso dei personaggi Disney: Mickey Mouse.

L'impianto è formato da tre cerchi che simboleggiano il volto di Topolino (non poteva essere altrimenti) e aiuterà a soddisfare la richiesta di energia del complesso Disney.

L'impianto Planta Solar è formato da due impianti a concentrazione solare che riprendono, nel loro disegno, la forma della foglia di loto: Planta solar 10 e Planta solar 20.

Situato a Sanlúcar la Mayor, in Spagna, quando è stato costruito, il complesso vantava la più potente torre di energia solare al mondo, record che ha resistito fino al 2014 quando in California è stato realizzato l'Ivanpah Solar Power Facility.

Le due torri poste alla base dei campi fotovoltaici generano energia attraverso la concentrazione dei raggi solari, riflessi da circa 2000 specchi. Il Planta Solar 20" il più grande dei due impianti, produce 48 megawatt all'anno, sufficienti per alimentare 10 mila abitazioni.

L'impianto solare a forma di panda gigante in Cina

Il Panda Green Energy Group Limited è uno dei parchi solari più grandi del mondo, situato nella provincia del Datong Shanxi.

La nuova centrale, che porta il nome di Datong Panda Power Plant, ha una capacità di installazione totale di 100 megawatt, ma durante la prima fase offrirà 50 megawatt (MW) di energia pulita alla rete.

Le parti nere del panda, ovvero le orecchie e le braccia, sono composte da celle solari in silicio monocristallino, mentre la pancia grigia e bianca e il viso sono composti da celle solari a film sottile.

Il cuore della Nuova Caledonia

Il cosiddetto "Cuore della Nuova Caledonia" realizzato nell'isola di Grand Terre, la più grande della Nuova Caledonia, nell'Oceano Pacifico sud-occidentale, si ispirai al "Coeur de Voh", un'area di fitta vegetazione di mangrovie che ha preso naturalmente la forma di cuore, il particolare disegno dell'impianto solare è composto da 7.888 pannelli fotovoltaici ed è visibile solamente dal cielo.

L'impianto è in grado di fornire energia pulita a 750 case, risparmiando circa 2 milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica.

Il Kagoshima Nanatsujima, in Giappone

La sua costruzione è stata spinta dalla volontà del governo giapponese di investire in energia green dopo il disastro di Fukushima. È uno dei pochi impianti solari aperti al pubblico, c onta ben 290.000 pannelli fotovoltaici multicristallini (costituiti da un insieme di più cristalli di silicio). Si calcola che, a pieno regime, l'impianto sia in grado di generare 78.8 GWh di elettricità all'anno, sufficienti a soddisfare il fabbisogno energetico giornaliero di ben 22.000 abitazioni, ammortizzando, così, i costi dell'installazione.

Fonte Foto: https://www.lifegate.it/persone/stile-di-vita/cina-impianto-solare-forma-di-panda

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I 5 impianti solari più attrattivi del mondo | Impianti Solari | Imelca

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Un impianto solare oltre che ad essere un'opera ingegneristica e di grande rilevanza per l'ambiente può anche avere un impatto estetico degno di nota. Vengono costruiti in vaste aree disabitate dove vengono installati una miriade di pannelli solari.

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La produzione di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili come i pannelli fotovoltaici ha un impatto estremamente positivo sull'ambiente. Si parla di dimensioni e proporzioni completamente differenti rispetto agli altri metodi di produzione energetica, ma non bisogna negare l' impronta di carbonio di questa energia pulita. Che tipo di impatto ha l'industria del fotovoltaico sul pianeta? Analizziamolo attraverso lo studio delle emissioni relative alle fasi del ciclo di vita del prodotto, in questo caso i pannelli solari:

L'impatto ambientale nella produzione di pannelli solari

L' estrazione del quarzo e la sua trasformazione in silicio cristallino richiedono impianti ad alta temperatura, quindi energivori. L'utilizzo di questo materiale, che è un ottimo semiconduttore per la trasmissione dell'energia nelle celle fotovoltaiche, non è tossico e né tantomeno pericoloso per la pubblica sicurezza, come dimostrato da uno studio condotto dall'Università della North Carolina.

Il silicio è il secondo elemento nella crosta terrestre, secondo solo all'ossigeno. è quindi un semimetallo estremamente presente in natura in forma di composto: è alla base di sabbia, granito, argilla e pietre preziose come quarzo, ametista, agata e opale, ed è la componente prevalente di vetro, ceramica e cemento.

Oltre a essere ampiamente utilizzato nel mondo dell'elettronica per le sue proprietà conduttive, questo elemento è impiegato nella costruzione della quasi totalità dei pannelli fotovoltaici attualmente in commercio e compone quasi interamente le singole celle fotovoltaiche. Queste costituiscono, in ogni caso, meno del 2% (in termini di peso) di tutta la struttura del pannello. La quantità di silicio presente in forma di wafers quasi impalpabili, quindi, è ridotta. I materiali che pesano di più all'interno di pannello fotovoltaico sono senz'altro il vetro frontale e l'alluminio che costituisce il telaio (per quelli che l'hanno). Quindi possiamo considerare un pannello fotovoltaico essenzialmente alla stregua di una finestra con il suo serramento.

Altri tipi di pannelli utilizzano il tellururo di cadmio (CdTe) anziché il silicio cristallino. L'impatto ambientale è più basso, così come i costi: purtroppo anche il livello di efficienza ne risente.

Se si parla di impatto ambientale, anche in questo caso l'attenzione si concentra sul cadmio, conosciuto per essere un metallo pesante tossico. Anche qui interviene però lo studio dell'Università della North Carolina, che evidenzia come il cadmio "puro" sia profondamente diverso dai suoi composti, che risultano più stabili a livello chimico e quindi più sicuri. La forma composta del metallo pesante garantisce una presenza minima del cadmio, con un grado di tossicità bassissimo, cento volte inferiore a quello del metallo libero. Inoltre, il tellururo di cadmio non è volatile, quindi non è inalabile, e non è solubile in acqua. Utilizzato in questa forma estremamente sicura, questo conduttore di energia non è un pericolo per l'uomo, né per l'ambiente.

Tra l'altro, bisogna evidenziare il fatto che queste sostanze vengono rilasciate anche durante la combustione di carbone e petrolio, in una quantità almeno 300 volte maggiore.

L'impronta di carbonio di un impianto fotovoltaico in funzione

Secondo uno studio condotto all'Università di Utrecht, un pannello impiegherà due anni di funzionamento per ripagare l'impronta di carbonio generata per produrlo (cosiddetto "pay-back energetico"), pari a 20g/kWh di CO ₂. Quindi, considerato che un pannello solare ha una vita media superiore ai 25 anni, circa un dodicesimo di questa vita è dedicato a ripagare l'impronta ambientale. Nulla in confronto ai 400-500 g/kWh prodotti dai pannelli in commercio negli anni '70, smaltibili in 20 anni. Ma soprattutto nulla in confronto ad altre fonti di energia, in particolare non rinnovabile.

Lo studio ha inoltre dimostrato che la crescita della capacità di produzione di energia solare riduce l'energia necessaria per la produzione di un pannello e anche le relative emissioni di CO ₂ (rispettivamente del 12% e del 17-24%, ad ogni raddoppio di capacità produttiva).

Il miglioramento di questi ultimi anni verso una sempre maggiore efficienza energetica e il continuo processo di innovazione nel settore verso un' economia circolare lascia presagire un futuro ancora più verde per il fotovoltaico.

Smaltimento e riciclo di un pannello fotovoltaico

Dopo un periodo medio di 25 anni un pannello fotovoltaico raggiunge una fase in cui può convenire la sua sostituzione, nonostante esso continui ad operare e a produrre energia pulita. Si parla così, anche se impropriamente della fine della sua vita e si deve parlare quindi del suo smaltimento.

La normativa italiana prevede una procedura precisa per evitare la dispersione nell'ambiente di materiali inquinanti e per ottimizzare il recupero dei materiali riciclabili. Chiunque volesse smaltire i pannelli deve affidarsi a un centro di raccolta RAEE, compilando un modulo apposito.

In questo modo è possibile separare alluminio, plastica, vetro, rame, argento e silicio, o tellururo di cadmio, a seconda del tipo di pannello. Queste sostanze verranno riciclate nel mercato del fotovoltaico per la produzione di nuovi pannelli: la percentuale di materiale recuperato può arrivare fino al 95%.

L'impronta positiva del fotovoltaico nel mondo

L'impatto ambientale del fotovoltaico è da considerare positivo e sempre in miglioramento. La capacità fotovoltaica installata nel mondo supera i 400 GW (gigawatt), con una produzione di 370 TWh (terawattora) nell'ultimo anno, che corrisponde a circa 1,5% della fornitura totale di energia elettrica globale. Questo riduce la produzione di gas serra di approssimativamente 170 Mt (milioni di tonnellate).

La preoccupazione per l'impatto ambientale dei pannelli fotovoltaici è davvero infondata, frutto di informazioni sbagliate e approssimative.

Infatti, non esiste al mondo un oggetto prodotto dall'uomo che sia garantito come un pannello fotovoltaico: nemmeno il tetto su cui viene appoggiato è garantito a lungo come il pannello fotovoltaico! Quando poi diventa conveniente sostituirlo (poiché il pannello continua a lavorare e produrre, anche se in forma ridotta del 15% circa, dopo 25 anni...), si può parlare di smaltimento.

Costituito essenzialmente da vetro e alluminio, il pannello è un bene appetibile per gli smaltitori, attratti da materiali così agilmente recuperabili e ricommercializzabili. Non stupisce infatti che esistano diverse filiere e organizzazioni dislocate ovunque, pronte a ritirare i pannelli fotovoltaici dismessi.

Pensiamo invece all'impatto ambientale di fonti quali il carbone, che generano livelli aggressivi di inquinamento. Secondo uno studio dell'Università della California pubblicato su Nature Sustainability il passaggio dal carbone al gas per la produzione di elettricità in un decennio ha salvato più di 26mila vite negli Stati Uniti. Inoltre, sono state risparmiate oltre 300 milioni di tonnellate di anidride carbonica, mentre i livelli di biossido di azoto e di anidride solforosa scesi rispettivamente del 60 per cento e dell'80 per cento. La ricerca evidenzia come il gas naturale che sta sostituendo il carbone non sia comunque innocuo. Il gas è, come il carbone, un combustibile fossile e la sua produzione comporta il rilascio di grandi quantità di metano, un potente gas serra.

Numerosi studi dimostrano come sia il carbone sia il gas dovranno essere rapidamente sostituiti da alternative a zero emissioni di carbonio, come il solare, se si vuole evitare di superare i 2°C di innalzamento delle temperature.

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L'impatto ambientale degli impianti fotovoltaici | Regalgrid

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La produzione di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili come i pannelli fotovoltaici ha un impatto estremamente positivo sull'ambiente. Si parla di dimensioni e proporzioni completamente differenti rispetto agli altri metodi di produzione energetica, ma non bisogna negare l' impronta di carbonio di questa energia pulita.