FOTOVOLTAICO
Guida agli impianti fotovoltaici nelle imprese

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Introduzione: i vantaggi del fotovoltaico

Esattamente 140 anni fa veniva realizzato il primo rudimentale pannello fotovoltaico, in grado di convertire la luce solare in energia elettrica, ma si è dovuto aspettare fino agli anni 70 perché questa tecnologia approdasse alle applicazioni commerciali. Grazie alla continua ricerca e sviluppo, oggi il fotovoltaico è un pilastro fondamentale delle fonti rinnovabili, in grado di garantire buoni rendimenti nel tempo, mentre i suoi costi sono drasticamente scesi. Investire in un impianto fotovoltaico è quindi una scelta intelligente che consente di contribuire alla decarbonizzazione dell’economia, grazie all’energia a zero emissioni, e di risparmiare sulla bolletta elettrica, rendendo gli utenti privati e le imprese autonomi dai fornitori nell’approvvigionamento dell’energia elettrica (leggi perché è conveniente investire nel fotovoltaico aziendale). La recente reintroduzione degli incentivi per la produzione di elettricità fotovoltaica consente, inoltre, remunera l’elettricità prodotta.

In questa guida spieghiamo come funziona la tecnologia, quali sono i vantaggi economici e le applicazioni attualmente supportate, come l’accumulo di elettricità e l’alimentazione della mobilità elettrica. Illustriamo anche i casi di successo di imprese che hanno installato impianti fotovoltaici Viessmann.

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Come funziona un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è costituito da due elementi principali: i pannelli che trasformano la luce solare in elettricità, e gli inverter, che convertono la corrente continua generata dai pannelli in corrente alternata da poter consumare o immettere in rete. Ci sono poi i cavi, il quadro elettrico, il contatore e le strutture di fissaggio dei pannelli. L’effetto fotovoltaico è un principio naturale: l’energia contenuta nei fotoni della luce agisce sul materiale semiconduttore (in questo caso il silicio delle celle) spezzando i legami degli elettroni che si liberano lasciando inoccupate delle posizioni; queste posizioni libere, che si concentrano nella parte della cella esposta al sole, agiscono come cariche positive. Dalla parte opposta della cella convergono gli elettroni a carica negativa generando così una tensione tra i due lati, positivo e negativo, del modulo. La tensione viene sfruttata collegandola ad un carico, producendo corrente elettrica.

Esistono tipi di pannelli fotovoltaici con differenti caratteristiche:

  • pannelli monocristallini, prodotti utilizzando una singola struttura cristallina omogenea di silicio quasi puro; vantano i migliori rendimenti, con valori che oggi arrivano al 21-22% dell’energia captata dalla superficie; 
  • pannelli policristallini, realizzati mediante l’unione di cristalli di silicio tagliati da un blocco; hanno prestazioni vicine a quelle dei moduli monocristallini (circa il 16%), e sono meno costosi;
  • pannelli in silicio amorfo a film sottile, costituiti da una lastra di silicio amorfo (ma anche tellururo di cadmio o il seleniuro di gallio-indio-rame) trattata per aumentare la conducibilità; funzionano bene anche con basso irraggiamento e sono più economici, ma il rendimento è inferiore (8-9%).


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I pannelli fotovoltaici hanno il rendimento migliore con la luce solare diretta, ma producono comunque una certa quantità di elettricità in presenza di giornate nuvolose o con luce indiretta. Con l’irraggiamento solare del nostro Paese e orientando i pannelli nel modo corretto (con un’inclinazione di 30-35 gradi verso sud) per ogni kWp (potenza nominale di picco in condizioni di standard) il fotovoltaico produce 1.100-1.200 kWh l’anno per kWp installato, al Sud anche 1.500 kWh/anno. Per ogni kW installato servono 7-10 m2 di superficie per moduli in silicio cristallino complanari alle coperture inclinate; lo spazio occupato è maggiore se la superficie del tetto è piana e vanno disposte più file di moduli inclinati. Effettuando una regolare manutenzione, un impianto resta produttivo in modo ottimale per 20-25 anni, dopodiché inizia un sensibile decadimento delle prestazioni.

 

 

APPROFONDIMENTO

Prestazioni sempre più alte e prezzi competitivi fanno del fotovoltaico un’ottima scelta per abbassare i costi energetici e aumentare la sostenibilità di tutte le attività produttive.

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Costi e dimensionamento corretto di un impianto fotovoltaico

L’innovazione tecnologica ha determinato un costante aumento delle prestazioni dei moduli fotovoltaici accompagnata a un forte abbassamento dei costi, rendendo il fotovoltaico una tecnologia sempre più conveniente, tanto che oggi vanta un costo di produzione dell’elettricità (Levelized Cost of Electricity) inferiore a quello del gas e del carbone.

Un impianto fotovoltaico può essere installato in qualsiasi tipologia di impresa, basta che ci sia lo spazio a disposizione. I costi per realizzazione di un impianto comprendono:

  • costo dei pannelli;
  • costo degli inverter, dei cavi e degli altri componenti;
  • costi di installazione (che aumentano in funzione della complessità);
  • costi burocratici (allacciamento alla rete);
  • costi per la manutenzione ordinaria (come la pulizia), che normalmente è compresa nel contratto con il fornitore.

Un impianto di taglia “aziendale” (superiore ai 20 kW di potenza di picco) costa tra i 1.000 e i 1.500 euro per kW installato, ma si può spendere un po’ meno nel caso di impianti di dimensioni più grandi. L’investimento per un impianto fotovoltaico è ripagabile cinque-sette anni, a seconda del caso, se si auto-consuma il più possibile l’energia elettrica prodotta. L’autoconsumo, infatti, permette di evitare in tutto in parte il pagamento della bolletta, sia per la componente energia che per il carico fiscale. Inoltre, soprattutto quando il prelievo delle utenze è concentrato nelle fasi centrali della giornata, si beneficia dell’effetto Peak Shaving, ossia la riduzione dei picchi di potenza assorbiti dalla rete, con una conseguente riduzione delle voci in bolletta legate alla potenza impegnata. L’elettricità prodotta e non immediatamente consumata può essere ceduta tramite i meccanismi del Ritiro Dedicato e dello Scambio sul Posto, oltre che essere venduta sul mercato libero. Lo Scambio sul Posto è il sistema più diffuso, ma non remunera abbastanza da rendere conveniente questa modalità.

Per fare in modo che l’elettricità prodotta sia auto-consumata, l’impianto deve essere dimensionato nel modo corretto in base ai consumi dell’azienda (leggi qui per sapere in quanto tempo si ripaga un impianto fotovoltaico aziendale)

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I sistemi di accumulo per l’autoconsumo

Non sempre il momento della produzione fotovoltaica coincide con il fabbisogno da parte dell’azienda. Per esempio, in tutti i casi in cui l’attività produttiva cessa durante il weekend e l’elettricità generata non viene consumata o nei casi di consumo elettrico serale/notturno (si pensi agli hotel per il condizionamento estivo). In queste situazioni, è possibile installare - anche su impianti esistenti - sistemi di accumulo che consentono di immagazzinare l’elettricità prodotta in eccesso, invece che immetterla in rete, e di consumarla quando è necessario. Si aumenta, così, il grado di autosufficienza e si riduce ulteriormente il prelievo dalla rete

I sistemi di accumulo per gli impianti fotovoltaici sono di tipo elettrochimico; ne esistono due categorie:

  • batterie al piombo acido o gel;
  • batterie agli ioni di litio.

Le seconde sono quelle più utilizzate, presentando una capacità utile maggiore e un ciclo di vita più lungo. Oltre al “pacco batteria” il sistema di accumulo prevede un inverter che può essere di differenti tipologie: quelli ibridi con caricabatterie integrato permettono di installare un impianto fotovoltaico senza batterie ma predisposto per ospitarle.

Anche per i sistemi di accumulo è fondamentale un corretto dimensionamento. È quindi necessario conoscere la quota di energia media giornaliera immessa in rete, quella auto-consumata e quella prelevata. La taglia deve essere ponderata sulla base di due parametri:

  • capacità utile, un valore leggermente inferiore alla capacità nominale di targa, in quanto una piccola parte dell’energia non viene resa disponibile per motivi tecnici;
  • potenza istantanea massima (di picco) erogabile dal sistema di accumulo, un valore può rilevante i caso di alti assorbimenti da parte delle utenze.
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La mobilità elettrica con il fotovoltaico

La mobilità elettrica si sta avviando alla maturazione commerciale, grazie alla comparsa sul mercato di nuovi modelli di veicoli e al parallelo – anche se lento – diffondersi delle colonnine di ricarica sul territorio. Per un’impresa, scegliere la mobilità elettrica per i propri dipendenti è una scelta prima di tutto ambientale, ma può rivelarsi anche un ottimo investimento soprattutto se è accompagnata dall’installazione di colonnine per la ricarica alimentate con il fotovoltaico, che consente di rifornire la flotta auto a costo zero (per conoscere i vantaggi della mobilità elettrica aziendale è disponibile questo articolo). Per attività rivolte al pubblico come gli hotel, o i centri commerciali, la colonnina alimentata con una pensilina fotovoltaica consente inoltre di mettere a disposizione dei propri clienti un servizio aggiuntivo, gratuitamente o a pagamento, che è sempre più richiesto e apprezzato da una clientela attenta all’ambiente. Queste soluzioni, quindi, sono particolarmente indicate per:

  • hotel, alberghi, agriturismi e B&B;
  • centri commerciali;
  • parcheggi.

 

Pensilina-FV

 

Una soluzione completa per ricaricare le auto elettriche (come quella proposta da Digital Energy Solutions, joint venture tra Viessmann con BMW) comprende:

  • colonnina di ricarica a piedistallo e a parete (versioni da 3,7 e 7,4 kW monofase e 11 e 22 kW trifase);
  • pensilina fotovoltaica completa di sistemi di accumulo (l’offerta Viessmann comprende una pensilina da 4 posti auto con 10kWp di fotovoltaico e una da 8 posti auto con 20kWp di fotovoltaico);
  • smart meter e sistema di monitoraggio per una gestione dinamica dei consumi, assicurando che l’energia erogata per la ricarica dei veicoli non interferisca con i fabbisogni delle altre utenze.

Guarda il video “L’energia del futuro è oggi” - Digital Energy Solutions, joint venture tra Viessmann con BMW

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Gli incentivi per il fotovoltaico

In Italia Esistono diverse forme statali di sostegno che rendono il fotovoltaico ancora più conveniente. Per esempio, per impianti domestici o condominiali sotto i 20 kW di potenza, fino al 31 dicembre 2019 sarà possibile fruire della detrazione fiscale del 50%, con spesa massima di 96.000 euro.

Per impianti aziendali sopra i 20 kW di potenza, il recente Decreto Fer 1 mette a disposizione nuove tariffe incentivanti che premiano l’immissione in rete dell’elettricità prodotta. L’agevolazione riguarda impianti fotovoltaici, eolici, idroelettrici e a gas di depurazione fino a 1 MW di potenza. Per l’accesso agli incentivi sono stabiliti dei contingenti massimi di potenza, nei quali si può rientrare iscrivendosi a dei “registri”. Per gli impianti sopra 1 MW, invece, è prevista l’iscrizione ad apposite aste. La remunerazione si basa su quotazioni competitive al ribasso a partire da tariffe base suddivise a seconda dello scaglione di potenza.  

Sono previste due casi con premi aggiuntivi:

  • per l’installazione di un impianto fotovoltaico in sostituzione di coperture in amianto, è previsto un premio aggiuntivo pari a 12 €/MWh su tutta l’energia prodotta, non solo su quella immessa in rete;
  • per gli impianti fino a 100 kW su edifici, è riconosciuto un premio pari a 10 €/MWh sulla quota di produzione netta consumata in sito.

Nella graduatoria dei registri, a parità di offerta al ribasso viene data priorità a:

  • impianti realizzati su discariche/cave dismesse e bonificate;
  • impianti realizzati su scuole, ospedali, edifici pubblici;
  • impianti connessi con colonnine di ricarica di auto elettriche, a condizione che la potenza complessiva di ricarica sia non inferiore al 15% della potenza dell’impianto e che ciascuna colonnina abbia una potenza non inferiore a 15 kW.


Gli impianti fotovoltaici, inoltre, possono accedere fino al 31 dicembre 2019 al Super Ammortamento del 130% in qualità di beni strumentali, un’agevolazione che consente di maggiorare del 30% i costi di acquisizione o di leasing di un bene ai fini dell’ammortamento fiscale. La scadenza è prorogata a fine giugno 2020 a condizione che l’ordine di acquisto e il 20% del pagamento del bene siano effettuati entro il 31 dicembre.

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I casi di successo di aziende che hanno scelto il fotovoltaico

L’Industria Chimica Panzeri di Orio al Serio (BG), gruppo internazionale specializzato in articoli per la detergenza, ha installato nel 2018, in soli 100 giorni, un impianto fotovoltaico da 1 MWp per l’autoconsumo, disposto su 6.000 m2 di superficie di copertura (anche su tipico tetto a “shed”). L’obiettivo era abbassare i costi energetici sello stabilimento produttivo, responsabile di 2,2 milioni di kWh di consumi annui. L’impianto è stato realizzato con 3277 pannelli Viessmann Vitovolt 300 M_PB abbinati a 26 Inverter Huawei FusionSolar, ed è garantito per una produzione di 1 milione 200 kWh. L’intervento ha consentito un risparmio energetico del 50% circa, favorendo inoltre l’ecosostenibilità produttiva. È stato calcolato che il tempo di ammortamento dell’investimento sarà di soli 5 anni.

Guarda le videointerviste che spiegano l’installazione dell’impianto fotovoltaico presso l’Industria Chimica Panzeri



Corsinplast, importante realtà attiva nello stampaggio di materie plastiche
situata a Chiuduno (BG), ha deciso nel 2017 di adottare tecnologie Viessmann per l’installazione di un impianto fotovoltaico con cui produrre energia elettrica da auto-consumare per i processi. Sono stati montati 444 moduli fotovoltaici Vitovolt 300 da 270 Wp da 270 Wp ciascuno, per una potenza complessiva di circa 120 kW. Il risparmio sui costi energetici è di circa 30.000 euro l’anno e si valuta un rientro dell’investimento in 7 anni, nonostante l’installazione particolarmente complessa a causa delle particolarità della copertura del capannone antisismico, che hanno richiesto all’installatore Enertel di elaborare una soluzione ad hoc.

Guarda la video intervista che spiega l’installazione dell’impianto fotovoltaico presso Corsinplast.

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Le soluzioni Viessmann per il fotovoltaico

Scegliere Viessmann per il proprio impianto fotovoltaico aziendale consente di disporre dell’offerta completa: pannelli, inverter di stringa, inverter ibridi, sistemi di accumulo dell’energia, strutture di montaggio (profili, staffe, zavorre), quadri elettrici. 

I moduli fotovoltaici Viessmann Vitovolt 300, in silicio monocristalino e policristallino, sono realizzati con materiali di alta qualità, dotati di certificazione europea e garantiti nel tempo. Ogni pannello viene verificato singolarmente, così come ogni singolo componente interno, per assicurare la massima efficienza del prodotto e la resistenza alle più severe condizioni climatiche. Particolarmente importante è la resistenza meccanica in caso di eventi atmosferici intensi e la capacità di resistenza alle alte temperature, che possono causare un rendimento inferiore. La potenza dei singoli pannelli varia da 270 Wp dei moduli policristallini 340 Wp dei moduli ad alta efficienza (moduli monoscristallini con tecnologia PERC per le celle fotovoltaiche), caratterizzati da un rendimento fino al 21%.

 

Vantaggi dei pannelli Vitovolt 300:



  • ottima resistenza meccanica per elevati carichi neve (540 kg/m2);
  • utilizzo di materiali di elevata qualità per una protezione ottimale contro l’effetto Hot-Spot e la degradazione del modulo;
  • vetro con spessore di 3,2 mm con rivestimento selettivo antiriflesso;
  • tolleranza di potenza solo positiva: 0/+5 Wp;
  • certificazioni internazionali IEC 61215 e IEC 61730;
  • certificazioni IEC 61701 (nebbia salina) e IEC 62716 (ammoniaca);
  • garanzia sul pannello di 10 anni;
  • garanzia di decadimento lineare delle prestazioni fino al 25° anno (80% della potenza nominale dopo 25 anni).
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