Energia solare: come funziona, vantaggi e risparmio

L’energia solare è la fonte di energia, inesauribile per eccellenza della terra. L’energia solare è rinnovabile e sempre disponibile, rappresenta una fonte energetica pulita al 100% non comportando emissioni di CO2, né polveri sottili nell’atmosfera, quindi a bassissimo impatto ambientale. Raccolta tramite pannelli fotovoltaici o collettori solari genera elettricità e calore. Gli ambiti di applicazione dell’energia solare sono pertanto molteplici e raccogliere questa energia è diventato molto più semplice nel corso degli anni, migliorando la tecnologia.

L’energia solare viene utilizzata sia per la produzione di calore che di energia elettrica per alimentare diverse tipologie di impianti. Esistono  tecnologie per catturare la potenza del sole: il solare termico che capta il calore e il fotovoltaico che trasforma l’irradiazione in elettricità.

Come funziona

Prima di tutto occorre sapere che il sole irraggia una potenza pari a circa 50 milioni di GW. Tuttavia questa energia non si concentra in alcuni punti, ma è distribuita su tutta la superficie terrestre. La quantità di energia radiante che giunge sulla Terra dal Sole, per unità di tempo e superficie, è pari a 1,4 kW/m². Il sole fornisce, ogni 50 minuti, la quantità di energia che potrebbe soddisfare il fabbisogno energetico globale di un intero anno.

Come detto poc’anzi dall’ energia solare si ricavano elettricità e calore, viene raccolta e usata per produrre:

  • energia elettrica, tramite i pannelli solari fotovoltaici
  • energia termica, tramite l’energia solare termica

Si tratta di un tipo di energia che funziona a flusso. Ciò significa che il suo continuo utilizzo non ne diminuisce la disponibilità.

L’energia elettrica prodotta da impianto solare fotovoltaico, il pannello trasforma l’energia solare in energia elettrica in modo diretto e istantaneo. Le tecnologie usate dal solare fotovoltaico sono gli impianti fotovoltaici: pannelli solari che prendono la luce del sole e la convertono in energia elettrica tramite le celle fotovoltaiche, che in genere sono fatte di silicio, un materiale semiconduttore, ovviamente, questa tipologia di impianto funziona in maniera continua solo nelle ore in cui la luce del sole può essere sfruttata, nello ore in cui il sole è tramontato bisogna appoggiarsi alla rete pubblica e/o a degli accumulatori.Parliamo di impatto ora, la  produzione dei pannelli fotovoltaici avviene con un emissione di 20g/kWh di CO2l’impatto è minimo. 

L’impianto solare termico produce calore, la componente fondamentale  sono i collettori solari che intercettano i raggi del sole producendo calore direttamente da essi. All’interno delle tubazioni dei collettori scorre uno speciale fluido termo vettore, caratterizzato da materiale isolante, che trasporta il calore fino ai luoghi di utilizzo. Questo tipo di tecnologia è sfruttata soprattutto in ambito domestico e in contesti commerciali. La produzione dell’impianto avviene con emissioni  di COcirca 25 g/kWh.

Un altro tipo di impianto è il solare termodinamico o pannello solare a concentrazione

Una sorta di evoluzione dei pannelli solari termici in grado di produrre calore con qualsiasi tipo di condizione meteorologica. Viene utilizzato principalmente per la produzione di acqua calda all’interno delle abitazioni private. A livello ambientale l’impatto per la produzione dell’impianto avviene con circa 20-25 g/kWh  di CO2. Quando questo tipo di impianti vengono dismessi si recupera dal 92 al 96 % di materiali in tutte le tipologie di impianto. Mediamente con i primi 2/3 anni di produzione tutti gli impianti hanno ampiamente compensato le emissioni della produzione, grazie alle mancate emissioni per ogni kWh.

Impianto Fotovoltaico
Impianto Fotovoltaico

Vantaggi e svantaggi

Lo sfruttamento presenta innumerevoli benefici che la rendono una risorsa indispensabile per ridurre l’impatto ambientale e risparmiare in bolletta.Gli svantaggi dell’energia solare sono pochi, ma guarderemo anche quelli, adesso analizziamo più nello specifico tutti i vantaggi.

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  • Proviene da fonti rinnovabili perché il sole è inesauribile, di conseguenza lo è anche l’energia solare
  • Energia  pulita poiché sfrutta solo ed esclusivamente i raggi del sole
  • L’energia solare ha un impatto ambientale molto basso dal momento che non emette alcuna sostanza inquinante.
  • L’ energia solare è un flusso perenne che non si esaurisce
  • Si auto produce.
  • Può essere usata in svariati modi, dalla conversione in elettricità all’energia termica e calore
  • L’energia solare è economica, se si esclude l’investimento iniziale necessario per l’installazione (costo che, comunque, può essere ammortizzato dagli incentivi statali e, col passare del tempo, dal risparmio in bolletta)
  • L’energia solare è sicura
  • Richiede una manutenzione minima
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Svantaggi dell’energia solare

I vantaggi sono di gran lunga più numerosi rispetto agli svantaggi, che comunque non mancano. Eccoli qui di seguito:

  • Per arrivare a produrre energia solare è necessario un importante investimento iniziale per l’installazione, seppur poi ammortizzato in un arco di 20 anni di media.
  • Fonte energetica intermittente e discontinua dal momento che la quantità di energia producibile dai pannelli solari è condizionata dalla meteorologia.
  • L’energia solare rimane una validissima opzione energetica complementare ma non alternativa alla tradizionale rete di distribuzione elettrica.
  • L’impianto richiede spazi ampi.
  • In caso si voglia convertire condominio all’energia solare, è necessario che tutti i condomini siano d’accordo.

Risparmio energetico con l’energia solare

La spesa rappresentata dall’installazione di un impianto fotovoltaico per l’energia elettrica solare può essere ammortizzata dal risparmio in bolletta, anche in circa 5/6 anni,ovviamente tenendo conto dei consumi,  della zona e delle condizioni di  installazione.
Il ritorno sull’investimento sostenuto in fase iniziale è garantito, inoltre, dagli sgravi fiscali e dalla cessione del credito previsti dal Ecobonus e da altre leggi, grazie alle quali i contribuenti possono beneficiare di una detrazione ai fini IRPEF,attualmente vi sono 3 possibilità diverse 50%-65% e 110%.

La spesa rappresentata dall’installazione di un impianto fotovoltaico per produrre energia solare possiamo considerarla coperta, adesso cerchiamo di valutare il risparmio grazie all’energia solare prodotta ma non utilizzata e venduta alla rete, dobbiamo calcolare, in maniera  attendibile, per lo Scambio sul Posto, quanto viene pagata l’energia solare generata dal proprio impianto fotovoltaico. In ogni caso oggi, la fonte di maggior ricavo, non è la cessione in rete, ma l’autoconsumo che genera risparmio in bolletta.

La buona riuscita dell’investimento fotovoltaico dipende da due principali fattori:

  • quanto si riesce ad auto consumare,
  • quanto viene pagata l’energia solare prodotta “in proprio”: l’energia che non riesco ad auto consumare, ma che immetto nella rete Nazionale.

Il GSE, Gestore dei Servizi Energetici, l’ente che gestisce i servizi energetici,  riconosce il prezzo dell’energia solare prodotta e immessa nella rete, quindi la quantità di energia elettrica solare prodotta e  ceduta alla rete e la quantità di elettricità auto consumata, influenzano i tempi di ritorno economico dall’investimento e la convenienza economica dell’intera operazione.

Per questo motivo è fondamentale avere le idee chiare non solo su quanto viene pagata l’energia solare prodotta dal fotovoltaico, ma anche su quanto si prevede di auto consumare e di immettere in rete

Teoricamente tutti i possessori di impianti fotovoltaici possono stipulare col GSE due tipi alternativi di convenzione:

  1. lo Scambio sul Posto (SSP)
  2. il Ritiro Dedicato (RID)

Il primo (SSP) permette di compensare parzialmente il costo dei kWh immessi in rete, con i kWh prelevati dalla rete e pagati in bolletta. Lo scambio sul posto permette, in poche parole, di ottenere un rimborso anche se parziale, delle bollette elettriche, pagate durante l’anno al proprio fornitore. Questo tipo di convenzione è adatto per chi  auto consuma l’energia elettrica solare prodotta , anche se minimamente.

Il secondo tipo di convenzione ( RID), permette invece di vendere direttamente la propria energia elettrica solare al GSE con il meccanismo dei “Prezzi Minimi Garantiti”. Questo meccanismo, fino a qualche anno fa, era particolarmente tutelante anche per i piccoli e medi produttori che installavano impianti per produrre energia solare elettrica, senza autoconsumo.

Oggi, a seguito delle nuove delibere dell’Autorità, il Ritiro Dedicato non è più conveniente, se non per i grandi impianti che vengono realizzati a prezzi veramente bassi. Impianti, insomma, che riescano a sfruttare bene le economie di scala.

Esempio: se l’energia solare prodotta e immessa nella rete, in un anno è di 2.000 kWh e l’energia solare utilizzata per auto consumo è pari a circa 1300 kWh, l’energia solare che il GSE mi pagherà, per differenza saranno circa 700 kWh. Con lo Scambio sul Posto vengono rimborsati i 700 kWh di energia solare scambiata con la rete che è il valore  tra l’immesso ed il prelevato. Oltre a questi 700 kWh, riconosciuti e pagati a prezzo di mercato, vengono rimborsati alcuni servizi di distribuzione, dispacciamento ed oneri relativi ai 700 kWh scambiati con la rete. E’ questa la peculiarità che rende lo scambio sul posto più conveniente rispetto al ritiro dedicato.

Il prezzo di mercato dell’energia solare a cui il contributo fa riferimento è il PUN, acronimo di  Prezzo Unico Nazionale, cioè una media geografica ed oraria dei prezzi rilevati sulla Borsa Elettrica. Infatti i prezzi di mercato si formano e fluttuano in tempo reale, l’energia elettrica solare prodotta e scambiata viene rimborsata in base alle zone geografiche ed in base alle fasce orarie di acquisto e vendita.Prezzo Unico Nazionale 2020

Solo per avere un’idea indicativa attualmente il prezzo del kWh elettrico, e quindi anche il prezzo dell’energia prodotta dal fotovoltaico, fluttua tra i 4 ed i 6 centesimi per kWh, con punte, in alcuni orari ed in alcune regioni, fino a circa 8 cent€/kWh.

Questa, ribadiamo, solo per la quota energia. Con lo scambio sul posto vengono rimborsati anche alcuni servizi normalmente pagati in bolletta, nei limiti dell’energia scambiata (come specificato nell’esempio sopra). Mediamente l’energia scambiata viene remunerata al 50-60% di quanto viene pagata in bolletta. Tutti sappiamo che oltre il 30% della bolletta è costituito da imposte e tasse, un altro 30% è, invece, costituito da Oneri Generali di Sistema e Servizi, che vengono in parte rimborsati dallo scambio sul posto, come specificato nell’esempio.

Il prezzo minimo garantito viene definito dall’Autorità per l’Energia per il 2020 per l’energia solare prodotta da fotovoltaico è di 0,039 €/kWh. Il prezzo, di circa 4 centesimi per kWh, è il prezzo minimo riconosciuto per una quantità di energia solare ceduta in rete fino a circa 1.500.000 kWh/anno. Ogni mese l’Autorità per l’Energia calcola e pubblica l’aggiornamento del PUN. Il prezzo garantito è al di sotto dell’attuale prezzo medio di mercato, per questo è attualmente molto “poco tutelante”. Tenendo presente che se  il prezzo di mercato dell’energia, preso dalla borsa elettrica, scende sotto ai 3,9 centesimi per kWh, il prezzo riconosciuto non scenderà al di sotto di questa soglia di tutela [3,9 cent.] La conclusione è che attualmente conviene sottoscrivere, con il GSE, lo scambio sul posto, essendo il ritiro dedicato poco remunerativo.

Il calcolo dello scambio di energia solare prodotta  ed energia solare rimasta nella rete con annesso il calcolo del dovuto pagamento da parte del GSE, non è dei più semplici, ma non è impossibile, basta guardarlo una volta con chi ha le competenze necessarie, la volta successiva sicuramente non rappresenterà un problema!

Spero di aver chiarito qualche aspetto più ostico, in ogni caso, vi aspetto nei commenti qualora abbiate dei dubbi o eventualmente delle domande.

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