Impianto fotovoltaico: come funziona? quali sono i costi e i prezzi di installazione e di manutenzione dei pannelli, i vantaggi e gli svantaggi, le detrazioni e gli incentivi per il risparmio energetico dell'Agenzia delle entrate? Guida completa sulla stima dei consumi e il calcolo della potenza dei pannelli fotovoltaici (dimensionamento). Quanti metri quadri di superficie occorrono per generare 3 6 9 kw? Approfondimento sulle tipologie di impianto: diretta, stand alone, grid connected. Infine, raccolta delle opinioni dai forum, per capire la reale convenienza.Impianto fotovoltaico costo funzionamento vantaggi svantaggi

Se stai leggendo questa guida è perchè hai in mente o sei in procinto di installare un impianto fotovoltaico (sigla FV). Sicuramente ti sarai posto delle domande: come devo procedere, quanto mi costerà, devo contattare un tecnico, è vantaggioso, ci sono delle agevolazioni?

Non preoccuparti, con questa guida cercherò di semplificarvi al massimo la questione, illustrandoti ogni aspetto legato a questo impianto.

Leggi attentamente ogni paragrafo e se a fine lettura avrai il quadro della situazione completo e non potrai sbagliare. Se ti saranno rimasti dei dubbi, non esitare a chiedermi chiarimenti tra i commenti.

Partiamo da alcune considerazioni. Lo sviluppo dei pannelli fotovoltaici è conseguenza diretta dei costi, dei vantaggi, degli svantaggi e delle detrazioni fiscali messe in campo dall'Agenzia delle entrate. Nell'articolo, oltre ad approfondire questi aspetti, cercherò di spiegarti il funzionamento dell'impianto, come calcolare il numero di pannelli necessari per il tuo fabbisogno e infine segnalerò le recensioni e le opinioni raccolte nei forum.

Prima di entrare nel dettaglio, vista la confusione di molti miei clienti, vorrei segnalarti la differenza tra impianto fotovoltaico (oggetto del presente articolo) e impianto solare termico: entrambi utilizzano l’energia solare, ma se il fotovoltaico la converte direttamente in corrente elettrica, il solare termico la usa per riscaldare l’acqua utilizzabile per il riscaldamento e/o per l'acqua calda della cucina e del bagno.

Ma partiamo dalla base:

Che cos'è un impianto fotovoltaico e come funziona?

L’impianto fotovoltaico è un insieme di componenti che captano l’energia solare e la trasformano in energia elettrica.

Un impianto fotovoltaico (vedi figura in basso) è essenzialmente costituito da:

schema impianto fotovoltaico

1. un generatore : dispositivo che produce energia costituito da pannelli  fotovoltaici: l'elemento base del pannello è la cella realizzata in silicio, materiale che ha la proprietà, tipica di alcuni materiali semiconduttori, di generare elettricità se colpiti da radiazione luminosa (effetto fotovoltaico).

Il silicio è quindi il materiale base per la cella fotovoltaica, quest'ultima in grado di produrre circa 1,5 Watt in corrente continua, normalmente insufficiente per gli usi comuni. Per sopperire a ciò, vengono collegate più celle e incapsulate in una struttura a formare il modulo o pannello, componente base commercialmente disponibile. Più moduli formano le sezioni di un impianto.

I pannelli possono essere disposti su strutture fisse o su strutture in grado di seguirne il movimento (impianto ad inseguimento), allo scopo di incrementare la captazione solare. 

In Italia l’esposizione ottimale per moduli fissi è verso Sud, con un’inclinazione di circa 30-35 gradi.

2. a valle del pannello possiamo avere il regolatore di carica: apparecchio elettronico che regola la ricarica e la scarica delle batterie. Uno dei suoi compiti è di interrompere la ricarica ad accumulatore pieno;

3. dopo il regolatore, abbiamo gli accumulatori di energia , le batterie: sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essi forniscono l’energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne per mancanza di irraggiamento solare;

Per il proseguo occorre un piccolo ripasso di elettronica: la corrente può essere continua (DC) o alternata (AC). Quella continua, caratterizzata da un flusso continuo di intensità e con direzione costante, è prodotta dalle pile, dalle batterie delle auto, dalle batterie ricaricabili o dall'impianto fotovoltaico. Mentre, la corrente alternata è quella disponibile "in casa", caratterizzata da un alternarsi di pulsazioni positive e pulsazioni negative.

4a seguire è posto l’inverter, che trasforma la corrente continua, generata dalle celle, in corrente alternata, direttamente utilizzabile dagli utenti o riversabile nella rete pubblica. Ovviamente, se l’apparecchio da alimentare necessita di corrente continua (es. cartello stradale o pompa del pozzo) si può fare a meno di questa componente. 

5. infine, l'ultimo componente è il quadro elettrico dove avviene la distribuzione della corrente.

In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei moduli fotovoltaici la corrente viene prelevata dalla rete pubblica (Enel). In caso contrario, l’energia fotovoltaica eccedente viene di nuovo immessa in rete.

Il quadro oltre a distribuire, misura, la quantità di energia fornita dall'impianto fotovoltaico alla rete Enel.

Vediamo ora quali tipi di impianto esistono in commercio, e quale fa al caso tuo:

Quali sono le tipologie di impianto: diretta, stand alone, grid connected?

Abbiamo tre tipi di impianti fotovoltaici, classificabili nelle seguenti categorie:

  • alimentazione diretta;

  • funzionamento ad Isola;

  • funzionamento per immissione in rete.

L'alimentazione diretta si ha quando l’apparecchio da alimentare (es. pompa idraulica) viene collegato direttamente al pannello fotovoltaico. Il grande svantaggio di questo tipo di impianti è che l’apparecchio collegato non funziona in assenza di sole (ad esempio di notte), non avendo batterie!!

Viene utilizzata per le piccole utenze come cartelli stradali, pompe,  etc.

Mentre, nel funzionamento ad isola, detto stand alone, l’energia fornita dal modulo, ma momentaneamente non utilizzata, viene usata per caricare degli accumulatori. Quando il fabbisogno aumenta, o quando il modulo fotovoltaico non funziona (per esempio di notte), viene utilizzata l’energia immagazzinata nelle batterie.

Viene spesso utilizzato nelle zone non raggiunte dalla rete di distribuzione elettrica.

Infine, nell funzionamento per immissione in rete, detto grid connected, l’energia momentaneamente non utilizzata viene immessa nella rete pubblica (Enel). Il gestore, di solito l'enel, fornirà questa l’energia eccedente a tutti gli altri utenti collegati alla rete elettrica.

Nelle ore serali e di notte la corrente elettrica può essere nuovamente prelevata dalla rete pubblica. Naturalmente, qualora dovessi optare per questo impianto, ti verrà pagata l’energia immessa in rete. Tutto ciò aiuta ad ammortizzare gli investimenti in tempi relativamente brevi.

Può essere installato in qualsiasi posto che disponga di un allacciamento standard alla rete pubblica, come abitazioni, uffici, stabilimenti industriali, officine artigianali, banche, scuole, edifici pubblici, ecc.

Ricapitolando, negli impianti per immissione in rete, l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata, che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete, con la quale lavora in regime di interscambio (linea elettrica - casa). Vengono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete.

Altra caratteristica da conoscere riguarda la qualità delle celle e quindi l'efficienza del modulo:

Tipi di pannelli fotovoltaici (monocristallini, policristallini e film sottile)

Le dimensioni dei pannelli (metri quadri di superficie) dipendono dalla potenza richiesta per soddisfare i tuoi consumi e dal tipo di cella utilizzata.

Per ora mettiamo da parte la potenza richiesta e cosideriamo solo i tipi di celle in silicio utilizzati:

  • monocristallino: celle caratterizzate dal più alto grado di purezza del silicio. Di conseguenza sono le più efficienti con rendimenti (rapporto tra luce solare che viene convertita in energia elettrica) intorno al 12-19 %. I pannelli sono i più costosi e vengono utilizzati se non si dispone di molto spazio.

  • policristallino: ottenute per fusione degli scarti dei moduli monocristallini. Il costo, rispetto ai monocristallini, è minore così come il rendimento (10, 12%). Sono i più utilizzati!!!! C'è da sottolineare che la differenza, in termini di qualità, tra mono e policristallino, con l'evolversi della tecnologia, si sta assottigliando.

  • film sottile: realizzate da un pellicola sottile di materiale fotovoltaico. Questo tipo di cella ha il rendimento minore (4 - 8%) ma è più economica. Sono moduli meno efficienti ma abbastanza diffusi vista l'economicità e la versatilità (può essere flessibile e può essere in grado di ricoprire ed adattarsi perfettamente ad una moltitudine di differenti strutture architettoniche).

Attenzione!!! Un’efficienza minore non significa minore qualità dei pannelli, ma una maggiore superficie necessaria per kWh prodotto

Per distinguere il tipo di pannello, basta osservare la geometria delle celle:

monocristallino policristallino film sottile

L'elenco sotto ci fornisce con estrema chiarezza di quanti metri quadri di superficie abbiamo bisogno per generare un 1kw e cioè 1000 W di potenza (una lampadina ha una potenza di 24 w).

1kwp monocristallino occorrono 5,65 mq

1kwp policristallino occorrono 7,24 mq

1kwp film sottile occorrono 11,71 mq

Per generare 1 kwp con il film sottile ci vogliono il doppio dei metri quadri rispetto al monocristallino!!!! 

Non ho parlato di kw, ma di kwp, che indica la potenza di picco cioè la potenza massima erogabile dall’impianto in determinate condizioni (ottimali) di riferimento. La potenza effettivamente erogata dall’impianto, invece, è inferiore ,per i seguenti motivi: inclinazione non perfetta del pannello fotovoltaico, condizioni atmosferiche avverse, stato di manutenzione, decadimento delle prestazioni nel tempo delle celle;

A titolo di esempio un impianto che genera 3 kwp necessita di: 16 mq di pannelli monocristallino o 21 mq di pannelli in policristallino oppure 33 mq di film sottile; 

Passiamo ora alla potenza di cui hai bisogno:

Stima dei consumi e calcolo della potenza dei pannelli fotovoltaici. Quanti metri quadri di superficie occorrono per generare 3 6 9 kw?

La prima operazione che devi eseguire per dimensionare il tuo impianto fotovoltaico è quella di quantificare qual'è il consumo annuo in kWh della tua famiglia. I kwh ( chilowattore) indicano i kw consumati moltiplicati per le ore di accensione dei tuoi elettrodomestici. Per stimarlo è sufficiente utilizzare la seguente formula:

Consumo annuo = 500 kWh + (500 kWh x numero di persone che vivono in casa)

Il che significa:
1000 kWh se vivi da solo;
1500 kWh per una famiglia di due persone;
2000 kWh per un nucleo familiare di tre persone;
2500 kWh per un nucleo familiare di quattro persone;
... e così via

Ora che hai stimato i tuoi consumi in kwh, occorre determinare di quanti kw dovrà essere il tuo impianto fotovoltaico per pareggiare i kwh annui consumati:

Consideriamo che un kW di un impianto fotovoltaico produce circa 1500 kWh al sud e 1000 kwh al nord ogni anno. Se opti per un impianto da 3 kW produrrai:

  • 3.000 kwh l’anno nel nord Italia;

  • 3.750 kwh l’anno nel centro Italia;

  • 4.500 kwh l’anno nel sud Italia.

Ora abbiamo tutti gli elementi per dimensionare il tuo impianto

Prendiamo ad esempio una famiglia di 4 persone che vive nel nord Italia. Secondo la formula per la stima dei consumi, i familiari necessitano di circa 2500 Kwh ogni anno. Sarà sufficiente un impianto da 3kw che genera 3000 Kwh all'anno. Inoltre, se vogliono utilizzare delle celle policristalline avranno bisogno di una superficie di pannelli pari ad almeno 21 mq (vedi paragrafo precedente).

4 FAMILIARI 2.500 kwh consumati < 3.000 kwh generati  ---> 21 mq di pannelli con celle policristalline

Altro esempio. Famiglia di 8 persone del centro italia. Secondo la formula, i familiari consumano circa 4.500 Kwh all'anno.  Sarà sufficiente un impianto da 4.5 kw che genera 5.625 Kwh all'anno. Se vogliono utilizzare delle celle monocristalline avrai bisogno di una superficie di pannelli pari ad almeno 25 mq.

8 FAMILIARI 4.500 kwh consumati < 5.625 kwh generati  ---> 25 mq di pannelli con celle monocristalline

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un impianto fotovoltaico? E' ancora Conveniente?

A mio parere il fotovoltaico ha più vantaggi che svantaggi. Vediamo le principali qualità:

  • generazione distribuita nel luogo dove serve (soluzione ottimale per abitazioni isolate);

  • assenza di emissione di sostanze inquinanti (soluzione ecologica);

  • risparmio di combustibili fossili (metano, gpl, gasolio);

  • affidabilità degli impianti, poiché non vi sono parti in movimento (vita utile di norma superiore ai 20 - 25 anni);

  • ridotti costi di esercizio e manutenzione;

  • modularità del sistema (per incrementare la potenza dell’impianto è sufficiente aumentare il numero di moduli) secondo le reali esigenze dell’utente;

  • Più importante: risparmio economico e guadagni nel caso di impianto grid connected.

Mentre i principali svantaggi sono:

  • costo iniziale per la realizzazione di un impianto fotovoltaico ancora piuttosto elevato a causa di un mercato che non ha ancora raggiunto la piena maturità tecnica ed economica. È comunemente noto che negli ultimi due decenni i prezzi degli impianti fotovoltaici «chiavi in mano» sono calati vertiginosamente. Oggi, un impianto fotovoltaico costa circa dieci volte di meno rispetto a venti anni fa;

  • produzione di elettricità discontinua a causa della variabilità della fonte energetica solare (sopperita in parte dalle batterie).

Sono sicuro che ti stati chiedendo se questo impianto è ancora conveniente? Vediamo cosa ne pensano i proprietari degli impianti:

Recensioni nei forum e convenienza

Negli ultimi anni c'è stato un vero e proprio boom di impianti fotovoltaici  installati. Ad oggi, in Italia, se ne contano quasi 800.000, per la grande maggioranza di piccole dimensioni. Ulteriore spinta si prevede quest'anno, visto che gli edifici di nuova costruzione dovranno coprire, tramite il ricorso a energia prodotta da fonti rinnovabili, il 50% dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento ed il raffrescamento.

Nei forum, i consumatori che hanno installato i pannelli,  sono sostanzialmente soddisfatti. Alcune lamentele si riscontrano sui kwh generati, che, in alcuni casi, risultano inferiori rispetto a quelli previsti.

Al di là di questo e facendo due calcoli, mediamente in 8 anni l'investimento viene ripagato. Considerando la vita utile di questi impianti che è di circa 25 anni, restano 17 anni di corrente "gratuita".

Pensa che, mentre l’energia in bolletta costa da 0,19 a 0,27 €/kwh, l’energia autoprodotta (detta autoconsumo) col fotovoltaico, considerata la manutenzione e l'investimento inziale, costa meno di 0,09 €/kwh. Con le detrazioni fiscali i costi effettivi possono scendere a 4-5 centesimi per kWh prodotto.

Esatto, ho detto detrazioni fiscali, vediamo cosa ha messo in capo l'agenzia delle entrate per spingere i consumatori all'acquisto:

Quali sono le detrazioni fiscali per gli impianti fotovoltaici ? Ecobonus risparmio energetico - incentivi. E' necessario un Permesso e pratica comunale per installare questo impianto?

L'installazione dei pannelli fotovoltaici ricade tra gli interventi di manutenzione ordinaria (art. 6 del Testo Unico sull'Edilizia). La manutenzione ordinaria, ad oggi e in generale,  non richiede alcun permesso in comune (consiglio di verificare il regolamento edilizio del luogo di ubicazione della casa, per eventuali deroghe).

Attenzione, qualora il tuo edificio sia vincolato o ricada in luoghi di particolare pregio paesaggistico, per installare i pannelli necessiti del nulla osta della Soprintendenza (ufficio cui spetta il compito della tutela dei beni culturali del paese). In questi casi, non sempre sarà possibile collocare i pannelli.

Arriviamo all'aspetto positivo. L'installazione dei pannelli fotovoltaici rientra tra le opere soggette a detrazione fiscale per le ristrutturazioni al 50 %. L’importo massimo di spesa ammessa al beneficio delle detrazioni per ristrutturazione è di euro 96.000,00. Per cui l’ammontare massimo della detrazione è di 48.000 euro in 10 rate annuali.

Ma in cosa consistono queste detrazioni fiscali? Immaginadi montare l'impianto e di spendere 5.000 €. Oggi l'Agenzia delle Entrate restituisce il 50 % in detrazioni irpef. Quindi, l'agenzia, non ti versarà sul conto 2.500 € (50% di 5.000) ma te li restituirà scalandole dalle tasse future, in 10 rate annuali di 250 € all'anno.

Inoltre, solo se la fornitura dell'impianto è posta in essere nell’ambito del contratto di appalto, quindi se l'impianto viene acquistato dalla ditta installatrice, avrai diritto ad un'iva al 10% e non al 22%.  L'impresa, in questo caso, acquisterà i prodotti dal fornitore  con l'IVA al 22% e poi ti applicherà l'IVA al 10% (andando quindi in "credito d'IVA" nei confronti dello Stato);

I pagamenti dovranno avvenire attraverso bonifico parlante, un bonifico identico a quelli standard ma con causali specifiche. Molte banche hanno predisposto dei bonifici pre-compilati. Sicuramente tra i servizi online della banca troverai questo servizio. Comunque, le corrette diciture delle causali sono le seguenti:

Causale bonus 50 % ristrutturazione edilizia

Bonifico relativo a lavori edilizi che danno diritto alla detrazione prevista dall’articolo 16-bis del Dpr 917/1986 – Pagamento fattura n. ___ del___ a favore di ___ partita Iva ___”.

Veniamo agli aspetti economici:

Quali sono i costi di manutenzione ed esercizio dell'impianto fotovoltaico?

Naturalmente mantenere in efficienza un impianto ha un costo. Tra le spese più rilevanti abbiamo : manutenzione, riparazioni, sostituzioni degli inverter, moduli, fusibili, scaricatori di sovratensioni, interruttori e spese per la pulizia dell’impianto.

La manutenzione di un impianto fotovoltaico, consiste principalmente nel monitoraggio periodico:

  • della superficie vetrata dei pannelli e della loro eventuale pulizia, in caso di evidenti aree di sporco;

  • della tensione degli accumulatori di energia presenti nell’impianto, con particolare attenzione qualora vi fossero collegate più batterie, in modo da individuare eventuali accumulatori con valori di tensione molto più bassi, rispetto alle altre batterie dell’impianto. Tale controllo permette di individuare l’accumulatore eventualmente danneggiato, in modo da poterlo isolare e sostituire al più presto ed evitare che tutte le altre batterie risentano come prestazioni e durata;

  • del serraggio di viti e bulloni di fissaggio meccanico dei pannelli (sempre se possibile), e di quelle dei morsetti dei collegamenti elettrici, con particolare attenzione a quelli delle batterie. Per tutti i serraggi (meccanici ed elettrici), vale la raccomandazione di non eccedere mai nella loro stretta, onde evitare di rovinare i filetti e rendere inservibile il morsetto;

  • della polvere, che si sia eventualmente accumulata in prossimità delle aperture di areazione del regolatore di carica e dell’eventuale inverter, nonché di un controllo delle ventole di raffreddamento presenti soprattutto negli inverter.

costi di esercizio medi di un impianto fotovoltaico costruito a regola d’arte e gestito in modo efficiente oscillano tra i 2–6 centesimi ogni kWh. L'ampio range è dovuto al fatto che i costi di esercizio ordinari di un impianto dipendono da molteplici fattori. Una parte di essi può essere influenzata, altri fattori invece sono tipicamente legati a particolari eventi e condizioni di esercizio.

Un costo medio relativo alla manutenzione, ma molto variabile, si aggira intorno ai 2500 € in 25 anni.

Vorrei concludere con una delle richieste che mi viene posta più spesso: ma quanto spendo per il pacchetto completo, chiavi in mano.

Quali sono i prezzi o costi di installazione dell'impianto fotovoltaico? Preventivi Impianti da 3, 6, 9, 18 kw

Se ancora hai dei dubbi, l'ago della bilancia potrebbe essere il prezzo dell'impianto. Gli impianti fotovoltaici che troverai in commercio avranno le seguenti taglie: 1,5 kWp, 3 kWp e da 6 a 18 kWp.

Nella tabella ho cercato di sintetizzarti costi e caratteristiche delle taglie più vendute, cosi da farti realizzare la miglior scelta:

 Potenza  Tipo di cella

 Superficie 

occupata

Copertura  Equipaggiamento

 Costo

 3kw   monocristallino   18 mq

 Famiglia di 4 persone 

in abitazione da

100 mq

Pannelli + batterie

+ inverter + quadro el.

+ installazione + pratica

9000,0 
 policristallino 23 mq 6500,0
5 kw    monocristallino 30 mq 

Famiglia di 6 persone

in abitazione da

200 mq

Pannelli + batterie

+ inverter + quadro el.

+ installazione + pratica  

17000,0
 policristallino 39 mq  9000,0 

 

Su internet è possibile trovare numerose offerte vantaggiose. Approfittane!!!

Spero che l'articolo ti sia stato utile. Un abbraccio. Vincenzo

Madera Ing. Vincenzo
Author: Madera Ing. VincenzoEmail: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Ingegnere Civile

Laureato all'Università degli Studi di Firenze, dal 2014 co-titolare dello Studio Madera.
Esperto in strutture, impianti, urbanistica ed edilizia.
Tra i clienti annovera: Unicef, Coca Cola, Credit Suisse.

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