• Il solare fotovoltaico

• Il solare termico 

Energia elettrica da sistemi fotovoltaici

I sistemi fotovoltaici permettono di ricavare elettricità dalla radiazione solare. L’utilizzo di questi sistemi si basa sul consumo di energia solare, rinnovabile, e riduce il consumo dei combustibili fossili (energie non rinnovabili) risultando quindi più "leggero" per l’ambiente poiché non produce emissioni di gas inquinanti e di CO₂.

I sistemi solari possono essere integrati negli edifici e collegati alla normale rete elettrica quindi la fornitura di elettricità all’edificio è costante e non risente dell’andamento giornaliero della radiazione solare. Quando l’impianto produce più energia di quella utilizzata essa viene riversata nella rete. Un contatore apposito tiene conto dei debiti e dei crediti energetici dell’utente rispetto alla rete.

Le celle fotovoltaiche possono essere di tipo differente ed hanno una resa energetica differente, quindi i pannelli installati potranno avere una superficie differente a parità di energia elettrica prodotta. La tabella che segue mostra le differenze di produzione di energia elettrica in kWh/m² per il nord, centro e sud Italia.

Quanto costa un impianto fotovoltaico?

Se consideriamo i consumi medi annui di una famiglia di 4 persone, 2500 kWh, ed un impianto con moduli di silicio policristallino (il tipo più economico) sarà necessario installare 16m² di moduli. Saranno quindi necessari 32 moduli (ogni modulo è 0,5 m²) per un costo totale di 15.000 euro IVA esclusa.

Considerando i costi di investimento e manutenzione, l’energia prodotta e la durata media di vita dell’impianto (30 anni), il costo di 1 kWh per un impianto di questo tipo è stimabile  intorno a 0,34 euro (IVA esclusa), ancora poco competitivo col costo dell’energia elettrica prodotta da combustibili fossili (0,18 euro/kWh).

Gli incentivi statali e regionali ultimamente erogati in Italia (programma “tetti fotovoltaici”), che arrivavano a coprire il 75% dei costi dell’investimento iniziale, abbassava notevolmente il costo dell’energia elettrica per l’utente e portandolo a 0,11 euro/Kwh.

Per sapere le caratteristiche dell’impianto adatto alla propria casa e al proprio fabbisogno energetico vai al sito sull’energia fotovoltaica della Provincia di Rimini. Per altre informazioni relative alla diffusione della tecnologia, ai costi ed alla produzione di energia con impianti fotovoltaici clicca qui. 

Acqua calda col solare termico

La tecnologia per sfruttare l’energia solare per ottenere calore e scaldare l’acqua per usi igienico sanitari è ormai avanzata ed accessibile a tutti.

Un metro quadrato di collettore solare può scaldare a 45÷60 °C tra i 40 ed i 300 litri d'acqua in un giorno secondo l'efficienza che varia, con le condizioni climatiche e con la tipologia di collettore, tra 30 % e 80%. L'applicazione più comune è il collettore solare termico utilizzato per scaldare acqua sanitaria.

Essendo la radiazione solare non costante durante il giorno e durante l’anno, la capacità produttiva di un impianto non è continua e stabile, dunque va considerato come integrativo

rispetto alle tradizionali tecnologie. Un collettore solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria dimensionato correttamente viene progettato per soddisfare il 60÷65% del fabbisogno termico.

Rispetto al tradizionale utilizzo dello scaldabagno elettrico (estremamente dispendioso in termini economici ed impattante in termini ambientali) una soluzione migliore è quella dell’utilizzo dello scaldabagno a gas. In entrambi i casi è possibile migliorare i sistemi integrandoli con un impianto solare.

L’integrazione di un sistema a gas con un sistema solare potrebbe far risparmiare fino al 60% di gas utilizzato.

Costi energetici, economici ed ambientali

Scaldabagno elettrico

L’energia termica inglobata nel quantitativo di acqua calda utilizzata mediamente da una persona in un giorno è pari a 1500 kcal (= 1,7 kWh) per i quali sono necessari 1,94 kWh di energia elettrica che corrispondono a 4,97 kWh di energia primaria  (2,56 kWh di energia primaria per 1 kWh di energia elettrica prodotta). L’efficienza dello scaldabagno elettrico rispetto all’energia elettrica utilizzata è pari a circa il 90% ma se calcolata rispetto all’energia primaria scende al 35%.

Una famiglia di 4 persone consuma 7,74 kWh di energia elettrica al giorno, quindi arriva a consumare circa 19,66 kWh/giorno di energia primaria.

Caldaia a gas

Una caldaia a gas ha una resa energetica diretta più alta, perché evita la trasformazione da energia termica (dei combustibili fossili) a elettrica e di nuovo a termica (dell'acqua), ma utilizza direttamente l’energia primaria del gas e il calore prodotto dalla sua combustione. La resa è all’incirca dell’80-85%.

Per produrre 1.500 kcal sono quindi necessarie in un giorno 1.875 kcal (ossia 2,18 kWh).

Una famiglia di 4 persone consuma 6,97 kWh termici, che, considerando l’efficienza dell’80%, corrispondono ad un consumo energetico di circa 8,7 kWh/giorno di energia primaria (gas metano).

Una famiglia di 4 persone, considerando un consumo giornaliero di acqua calda pro capite pari a 50-60 litri, raggiunge gli 80.000 – 100.000 litri annui, spende circa 500 euro per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 375 euro se la scalda con caldaia a metano. Se l'impianto solare integra la caldaia per un 60÷70% il risparmio annuo oscilla tra 250 e 350 euro ed in 5 anni si ammortizza una spesa di 1.250 ÷ 1.750 euro. Le agevolazioni statali consentono, inoltre, di detrarre dalle tasse parte delle spese di acquisto e di installazione.

Se consideriamo le emissioni di anidride carbonica sommiamo un ulteriore vantaggio a quello dei consumi energetici e dei costi, nell’utilizzo dei sistemi solari.

Per produrre 1 kWh di energia elettrica una centrale termoelettrica emette 0,58 kg di CO₂.

Se la nostra famiglia di 4 persone utilizza uno scaldabagno elettrico (consumando 7,74 kWh/giorno) è responsabile dell’emissione totale giornaliera di 4,5 kg di CO₂. Se utilizza invece una caldaia a metano il consumo giornaliero sarà di 6,97 kWh termici. La combustione del metano per produrre 1 kWh termico  (con l’efficienza dell’80%) causa l’emissione di 0,25 kg di CO₂. Ogni giorno quindi una caldaia a metano utilizzata da una famiglia di 4 persone immette 1,74 kg di CO₂ in atmosfera.

Il passaggio a sistemi ibridi può portare ad una riduzione di CO₂ emessa dell’80% nel caso del metano (passaggio da caldaia a gas a sistema ibrido gas/solare), del 60% nel caso dell’elettrico (passaggio da scaldabagno elettrico a sistema ibrido elettrico/solare).

Per altre informazioni relative alla diffusione di tecnologia, ai costi ed alla produzione di calore ed energia con impianti solari termici clicca qui.