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Il rendimento degli impianti solari

Scritto da  Horst Völser
Il rendimento degli impianti solari

Con il termine “impianto solare” s’intendono tutti i sistemi finalizzati alla produzione energetica che sfruttano quella solare, trasformata in altre forme, come energia termica o elettrica. 

In linea di principio, è necessario distinguere tra impianti solari termici e fotovoltaici. Nei primi, l’irraggiamento solare diretto viene utilizzato, attraverso i cosiddetti collettori solari, per riscaldare l’acqua, impiegata poi ad uso sanitario ovvero a supporto o in sostituzione del sistema di riscaldamento. Nelle case a basso consumo energetico, ad esempio, il riscaldamento degli ambienti può avvenire interamente per mezzo dei collettori solari. Nello sfruttamento dell’irraggiamento solare, i collettori raggiungono un grado di efficacia relativamente elevato, compreso tra il 60 e il 75%. Al contrario, negli impianti fotovoltaici, la luce solare viene trasformata in energia elettrica con una resa compresa tra l’11 e il 17%: ciò significa che riescono a trasformare solo l’11-17% della luce solare incidente in energia elettrica. Gli impianti solari termici e quelli fotovoltaici hanno un importante elemento in comune: entrambi contribuiscono al risparmio dei consumi di energia e acqua calda. In aggiunta, il fotovoltaico consente anche di ottenere un profitto.

Nel seguente articolo, inizialmente, vengono elencati vantaggi e svantaggi degli impianti solari, quindi viene approfondita la questione della loro redditività, tema sempre più attuale in un’epoca di costi delle materie prime in continuo aumento.

I vantaggi degli impianti solari sono molteplici: l’irraggiamento solare è a disposizione praticamente in maniera illimitata, questi sistemi comportano un aumento di valore dell’immobile e la produzione d’energia, tenuto conto dell’intero ciclo di vita di un impianto fotovoltaico, è quasi a impatto zero sull’ambiente. In base a una statistica del governo USA, difatti, l’energia prodotta da cellule solari, rispetto a quella tradizionale, fa risparmiare quasi il 90% di emissioni nocive nell’atmosfera. Di conseguenza, se è vero che nella produzione dei componenti di un impianto solare si verificano emissioni di CO2, questi valori sono infinitesimali rispetto ad altri sistemi analoghi basati su combustibili di origine fossile.

Gli svantaggi sono legati al fatto che l’irraggiamento solare non è disponibile ovunque in maniera omogenea. Inoltre, implica elevati costi d’investimento e richiede superfici adeguate per l’installazione dei pannelli fotovoltaici o dei collettori solari.

 

Il rendimento di un impianto fotovoltaico può essere calcolato anticipatamente. Il decreto sulle energie rinnovabili assicura, infatti, una rimunerazione certa per l’immissione dell’energia elettrica nella rete pubblica, attraverso incentivi garantiti per un periodo di 20 anni. Con l’acquisto di un impianto fotovoltaico, il consumatore può quindi risparmiare energia attraverso il consumo diretto dell’energia prodotta dal suo impianto, ma può anche vendere quella inutilizzata, immettendola nella rete pubblica.

La convenienza dell’impianto è assicurata da questi incentivi, fino a quando rimangono più o meno costanti e non vengono modificati o, addirittura, aboliti da leggi successive. Le modalità di finanziamento e i costi di manutenzione possono, naturalmente, ridurre l’economicità di un impianto, senza dimenticare anche la necessità di un idoneo dimensionamento per ottenere un adeguato rendimento.

I costi di acquisizione sono relativamente alti e si aggirano intorno ai 2.200-2.700 €/kWp, mentre l’entità delle tariffe dipende dal momento della messa in funzione e dalle dimensioni dell’impianto, nonché dal livello d’integrazione architettonica e dal sistema incentivante scelto (vendita o scambio sul posto).

Per un impianto installato sul tetto compreso tra 1 e 3 kWp, ad agosto 2011, la tariffa incentivante era pari a 0,368 €/kWh: calcolando un costo del sistema intorno ai 2.700 € per kW installato, si ottiene un rendimento superiore al 10%. Diversamente, per un impianto tra 3 e 20 kWp, la tariffa incentivante, sempre ad agosto 2011, era pari a 0,339 €/kWh. Da agosto a dicembre, la tariffa per l’energia immessa da un impianto compreso tra 1 e 3 kWp è destinata a scendere a 0,298 €/kWh e, quella per un impianto tra 3 e 20 kWp, a 0,268 €/kWh. La tendenza, pertanto, è in calo e di conseguenza anche i rendimenti. Un costo del sistema di circa 2.200 €/kWh può essere applicato agli impianti installati su tetti di edifici ad uso commerciale con 30-100 kWp: in questo caso, il rendimento è superiore al 10%. Per un impianto installato sul tetto di uno stabile commerciale con potenza superiore a 1.000 kWp, il costo di sistema si aggira intorno a 1.900 €/kWh, accrescendo ulteriormente il rendimento.

In allegato è acclusa una tabella, riportante tutte le tariffe incentivanti per il 2011, valide per gli impianti fino a 20 kWp, messi in funzione a partire dal 1° giugno 2011.

 

Negli edifici dotati di certificazione energetica, se sono previsti interventi d’incremento dell’efficienza (da realizzare tassativamente dopo la messa in funzione dell’impianto), è possibile chiedere un aumento della tariffa incentivante. Attuando misure che comportano un risparmio energetico del 20%, ad esempio, è possibile ottenere un incremento della tariffa per l’energia immessa in rete pari al 10%. Inoltre, è previsto un ulteriore aumento del 10%, qualora l’impianto venga acquistato in Europa.

Dall’introduzione delle tariffe incentivanti, la Provincia ha ridotto i contributi per gli impianti fotovoltaici, che ora sono concessi esclusivamente ai richiedenti i cui edifici non consentono l’allacciamento alla rete pubblica. Per questi impianti può essere erogato un contributo fino all’80% dei costi riconosciuti.

In linea di principio, la redditività degli impianti fotovoltaici per i consumatori privati dipende dai seguenti fattori:

  • entità della tariffa incentivante
  • ubicazione e dimensioni dell’impianto
  • consumo energetico del nucleo familiare
  • ombreggiatura dei moduli fotovoltaici

 

Per il rendimento degli impianti solari termici adibiti alla preparazione dell’acqua calda sono determinanti diversi fattori. Sul mercato sono, infatti, presenti diversi tipi di collettori solari: collettori piani ricoperti di lacca nera o di un materiale selettivo oppure collettori tubolari sottovuoto, a seconda dei quali variano il prezzo e, di conseguenza, i tempi d’ammortamento. Le differenze di prezzo possono essere significative e passano dai 110 agli 800 € per m2 di superficie. La scelta del prodotto idoneo, per il consumatore privato, dev’essere effettuata individualmente. Mediamente, un’abitazione unifamiliare necessita di 300-500 € d’olio combustibile o gas metano all’anno per la produzione dell’acqua calda, di cui il 70-80% potrebbe essere coperto da un impianto solare. È pertanto facile calcolare la redditività di un impianto solare.

 

Di seguito, vi proponiamo un breve esempio (www.centroconsumatori.it):

  • nucleo familiare composto da 4 persone, a Lana (nuova costruzione)
  • collettore piano di 8 m2 (362 € per metro quadrato)
  • inclinazione del tetto: 20%, con orientamento a sud
  • boiler per l’acqua calda dalla capacità di 500 litri
  • costi complessivi: ca. 6.500 €, incluso il 10% di I.V.A. (dedotto il contributo provinciale del 30%)

Con quest’impianto solare, nel corso dell’anno può essere coperto ca. l’80% del fabbisogno complessivo d’acqua calda della famiglia. Tenendo conto degli attuali prezzi del petrolio, nell’esempio precedente, il sistema si ammortizza nell’arco di 16 anni circa.

Gli impianti solari termici sono, quindi, abbastanza costosi: per acquistarne uno con collettori piani, per un nucleo familiare composto da quattro persone, è necessario preventivare, tra costi d’installazione e montaggio, almeno 4.000-6.500 €. Qualora l’impianto debba servire anche da supporto al sistema di riscaldamento, il costo lieviterà fino a 8.000-12.000 €. Infine, se vengono acquistati anche collettori tubolari sottovuoto, ciò comporterà un maggior onere fino al 30% (“Sonne, Wind und Wärme”, giugno 2011).

In linea di principio, la produzione d’acqua calda con un impianto solare termico aumenta la certezza della disponibilità e crea indipendenza da strutture d’approvvigionamento esterne. Per questi sistemi, non è prevista una tariffa incentivante sull’energia immessa in rete e, pertanto, non è possibile calcolare anticipatamente una rendita certa, come nel caso degli impianti fotovoltaici. Tuttavia, si può presentare domanda all’Ufficio risparmio energetico per ottenere un contributo, che può arrivare a coprire fino al 30% dei costi riconosciuti, oppure, in alternativa, possono essere richieste agevolazioni fiscali. In tal modo, aumenta il rendimento dell’impianto e, di conseguenza, viene incrementato anche il potenziale di risparmio.

In linea generale, è possibile affermare che maggiore è il fabbisogno d’acqua calda e maggiore è il margine di profitto, poiché si risparmiano ulteriori costi, ad esempio, per il gas. La convenienza dell’impianto, naturalmente, è maggiore in caso di forte aumento dei prezzi energetici, rispetto a quando sono stabili o in moderata crescita. Gli impianti solari termici hanno un ciclo di vita di circa 20-25 anni, durante il quale vengono abbondantemente ammortizzati i costi d’acquisizione.

 

In un’epoca di prezzi petroliferi in crescita, come quella attuale, gli impianti fotovoltaici e quelli solari termici sono un investimento redditizio e futuribile, nonché una valida alternativa ai tradizionali sistemi di produzione dell’energia elettrica con combustibili fossili. La loro redditività aumenta i benefici dei consumatori privati e contribuisce al risparmio dei costi, anche se l’acquisizione implica elevate spese d’investimento, in parte sovvenzionabili da istituzioni pubbliche. Infine, negli impianti fotovoltaici di grandi ma anche di piccole dimensioni, l’immissione dell’energia nella rete pubblica si traduce in un profitto e, talvolta, in una fonte di reddito secondaria: le tariffe incentivanti e i contributi pubblici previsti oggi rendono un investimento negli impianti solari assolutamente conveniente. A questi vantaggi, si aggiunge il beneficio ambientale, difficilmente quantificabile in termini economici, ma sempre più importante.

 
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