Fondamenti di Energia solare

e progettazione di un PANNELLO FOTOVOLTAICO

INSEGUITOREAlunno: Borroni Paolo - cl. 5° A

spec. MECCANICA

A.s. 2007/08

“La soluzione? Orientare tutte le ricerche possibili verso le energie alternative al di là degli interessi di un mercato senza etica che investe solo su quello che c’è già”

Luis Sepùlveda

INDICE• Energia solare………………………………………………………...…………………Pag.4• …un po’ di storia……………………………………………………..………………… “ 6• L’irraggiamento……............................................................................………….. “ 7• La posizione del sole nel cielo…………………………………………………...… “ 11• Tecnologie………………………………………………………………………….... “ 21• Utilizzi…………………………………………………………………………...….…. “ 22• Futuro……………………………………………………………………………….…. “ 24• Il fotovoltaico……………………………………………………………………….…. “ 25• Cos’è un inseguitore solare?............................................................................ “ 28• Progettazione dell’inseguitore…………………………………………………….… “ 30• Ringraziamenti…………… ……………………………………………………...…. “ 40• Fonti………………………….....................................................................……... “ 41• Collegamento Vite-Madrevite……………………………………………………..… “ 42• Manovellismo di spinta…………..........................……………………………….… “ 43• Solar Energy…………………………………………………………….………….… “ 44• Luis Sepùlveda………………………………………………..........................….… “ 45• Conto Energia – DL 387/2003………………………………..........................…... “ 49

Energia solare

Per energia solare si intende l’energia termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l’energia

irraggiata dal Sole verso la Terra.

Ogni momento il Sole trasmette sull’orbita terrestre 1367 watt per m2. Tenendo conto del fatto che la

Terra è una sfera che oltretutto ruota, l’irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee di circa 200 watt/m2. Moltiplicando questa potenza media per

metro quadro per la superficie dell’emisfero terrestre istante per istante esposto al sole si ottiene una

potenza maggiore di 50 milioni di Gw (1 Gw è l’energia prodotta a pieno regime da una grande centrale elettrica a gasolio o nucleare che sia).

Risorse globali di energia solare. I colori indicano l'energia media che raggiunge la terra, in un periodo di tre anni dal 1991 al 1993 (24 ore al giorno, tenendo conto anche della copertura nuvolosa indicata dai satelliti meteorologici). La scala è in watt per metro quadrato. L'area necessaria per fornire l'energia equivalente alla richiesta primaria di energia attuale è indicata dai dischetti scuri.

…un po’ di storia• 1839: Il francese Alexandre Edmond Bèquerel nota che

“della corrente elettrica è generata durante alcune reazioni chimiche indotte dalla luce”. Scopre così l’effetto fotogalvanico negli elettroliti liquidi.

• 1883: L’inventore statunitense Charles Fritz produce una cella solare di circa 30 centimentri quadrati a base di selenio con un’efficienza di conversione dell’1-2%.

• 1905: Albert Einstein pubblica la sua teoria sull’effetto fotoelettrico che gli porterà il premio Nobel.

• 1963: La giapponese Sharp produce i primi moduli fotovoltaici commerciali.

L’irraggiamentoSecondo Albert Einstein, la massa e l’energia di un corpo

sono equivalenti:

E=mC2

In cui: E = Energiam = MassaC = Velocità della luce ( 300’000 km/s)

Nel seno del Sole si producono delle reazioni nucleari che trasformano l’idrogeno in elio liberando 4 milioni di tonnellatedi energia massa al secondo:

4idrogeno → 1 elio + conversione di energia 1/141 della massa interessata alla reazione.

Ciò corrisponde a 2 cal / cm2 / min. Per non schiacciarsi, a causa dell’ eccessiva pressione gravitazionale, il Sole irradia dell’energia.

Tale energia si trova sottoforma di radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra 0,2 e 3 μm .

I dati disponibili sulla distribuzione della radiazione solare oltre l’atmosfera terrestre indicano che il 7% è compreso tra 0,2 e 0,4μm ( cioè nell’ultravioletto), il 42% è compreso nella zona visibile fra 0,4 e 0,8μm e il 51% è compreso nella zona infrarossa fra 0,8 e 3μm .

La terra riceve soltanto una parte minuscola, 2 milionesimi, del

totale dell’energia sprigionata dal Sole: ma è sufficiente a fornire, in poche decine di secondi, l’energia che l’intera umanità consuma in un anno. E’ disponibile ovunque

ed è alla portata di tutti!

Posizione del sole nella volta celeste

La posizione del Sole nel cielo in un certo istante dell'anno in una determinata località può essere individuata mediante i seguenti angoli caratteristici:

- Altezza Solare sul piano orizzontale (α)- Angolo Orario (ω)- Angolo Zenitale (z)- Azimut Solare compiuto in senso orario, partendo da sud (γ)- Declinazione Solare (δ)- Latitudine (L)

Analizziamo ognuno dei parametri appena citati:

Altezza o altitudine solare αE' l'angolo formato tra la direzione dei raggi solari ed il

piano orizzontale.

Angolo Orario ωE' la distanza angolare tra il sole e la sua posizione a mezzogiorno

lungo la sua traiettoria apparente sulla volta celeste; è anche pari all'angolo di cui deve ruotare la terra affinché il sole si porti sopra il meridiano locale.

Risulta nullo a mezzogiorno, positivo nelle ore antimeridiane e negativo nelle ore pomeridiane.

Il mezzogiorno è, in generale, l'istante di culminazione del Sole in meridiano, dove per culminazione si intende il passaggio di un corpo celeste attraverso il meridiano locale.

Esso risulta pari al numero di ore di distanza dal mezzogiorno moltiplicato per 15 (poiché la terra ruota di 15 gradi all'ora alla velocità nominale di 360 gradi al giorno).

Angolo zenitale z

E' l'angolo formato tra i raggi solari e la direzione dello zenit; è complementare alla latitudine α. (vedi fig precedente)

Azimut Solare γE' l'angolo formato tra la proiezione sul piano orizzontale dei raggi solari e la

direzione sud; è positivo se la proiezione cade verso est (prima del mezzogiorno solare) ed è negativo se la proiezione cade verso ovest (dopo mezzogiorno).

Declinazione solare δE' l'angolo che la direzione dei raggi solari forma a mezzogiorno, sul meridiano

considerato, col piano equatoriale; risulta anche pari all'angolo che i raggi solari formano a mezzogiorno con la direzione dello zenit sull'equatore e coincide inoltre con la latitudine geografica alla quale in un determinato giorno dell'anno il sole a mezzogiorno sta sullo zenit;

E' positiva quando il sole sta al di sopra del piano equatoriale ed è negativa quando il sole è al di sotto di esso.

Grafico per determinare la declinazione del sole in un qualsiasi momento dell’anno

Latitudine LEssa rappresenta la misura angolare dell'arco di

meridiano compreso tra il piano dell'equatore e il parallelo passante per il punto considerato;.

Risulta positiva nell'emisero settentrionale mentre risulta negativa in quello meridionale.

Ovvero si misura da 0° a +90° verso N e da 0 a -90° verso S, fino ai poli.

Latitudine di un punto (+)

TecnologieL'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità

(fotovoltaico) oppure per generare calore (solare termico). Tre sono le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole:

• il pannello solare sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche ,contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.

• il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono. In entrambi i casi "l'apparato ricevente" si riscalda a temperature molto elevate (400°C ~ 600°C)

• il pannello fotovoltaicopannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce.

UtilizziAttualmente i pannelli solari vengono utilizzati per fornire acqua calda (solare termico) e

riscaldamento ad abitazioni e piccoli complessi. Si è tentato di realizzare centrali solari che, utilizzando turbine, convertissero il calore immagazzinato in energia elettrica ma questi esperimenti sono sostanzialmente falliti per la bassa resa di queste centrali rapportate con gli alti costi di gestione e con la discontinuità della fornitura elettrica. I pannelli fotovoltaici vengono utilizzati prevalentemente per alimentare dispositivi distanti dalle reti elettriche (sonde spaziali, ripetitori telefonici in alta montagna, ecc) o con richieste energetiche talmente ridotte che un allacciamento alla rete elettrica risulterebbe antieconomico (segnaletica stradale luminosa, parchimetri, ecc) e sconveniente dal punto di vista organizzativo. Ovviamente questi dispositivi devono essere dotati di accumulatori in grado di accumulare la corrente elettrica prodotta in eccesso durante la giornata per alimentare le apparecchiature durante le ore notturne e durante i periodi nuvolosi.

Con le attuali tecnologie i pannelli fotovoltaici sono sensibili anche alla radiazione infrarossa (invisibile) dei raggi solari e dunque producono corrente anche in caso di tempo nuvoloso e pioggia. La quantità d'energia erogata è tuttavia variabile e difficilmente prevedibile, questa discontinuità rende difficile soddisfare in ogni momento la domanda di corrente, a meno di una produzione con un largo margine di sicurezza al di sopra dei picchi annuali di domanda.

Perciò solare ed eolico sono impianti intermittenti che forniscono energia in modo discontinuo, essendo però il picco di produzionedegli impianti ad energia solare in estate esso riesce a controbilanciare la maggiore domanda domestica dovuta ai condizionatori. L'installazione di pannelli fotovoltaici ha avuto il suo massimo sviluppo in Germania grazie ad una legislazione favorevole per la quale chi produce energia in eccesso la rivende al fornitore elettrico, che l'acquista allo stesso prezzo per Kwh. In pratica il cittadino paga in bolletta la differenza fra quanto consuma e quanto eroga all'ente elettrico. Se il saldo è positivo ottiene un accredito. Analoga legislazione è stata recentemente introdotta anche in Italia: infatti il 19 Settembre 2005 è entrato in vigore il cosiddetto "conto energia", DL 387/2003 (che recepisce la direttiva europea 2001/77/CE).

Il solare fornisce solamente lo 0.1% della potenza prodotta in Germania (equivalente al 2-3% italiano); e non è pertanto una fonte primaria della politica energetica. L‘eolico è l'energia meno costosa (per Kwh), ma non è probabilmente in grado di creare analoghi livellioccupazionali.

FuturoAttualmente la maggior parte degli studi si concentrano su nuove

generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser. Gli attuali progetti di costruzione prevedono l'installazione di queste centrali nel 2040.

La tecnologia fotovoltaica è indicata per produrre elettricità in zone isolate, mediante la realizzazione di piccoli impianti. Attualmente l'evoluzione tecnologica rende possibili anche impianti tipicamente energetici avvalendosi di sistemi ibridi, come ad esempio fotovoltaico e termico.

A Brindisi, in Puglia, verrà realizzato il parco fotovoltaico più grande d'Europa (con potenza di 11 MW). Il gruppo industriale incaricato della costruzione verrà affiancato dalle Università della Puglia. L'impianto dovrebbe entrare in funzione nel 2010, sul sito dell'ex polo petrolchimico.

Cos’è un INSEGUITORE SOLARE?

Un inseguitore solare, chiamato comunemente “Girasole”, è un dispositivo meccanico atto ad orientare favorevolmente rispetto ai raggi del sole un pannello fotovoltaico (come nel nostro caso), ma naturalmente anche un pannello solare termico o un concentratore solare. Lo scopo principale di un inseguitore è quello di massimizzare l'efficienza del dispositivo ospitato a bordo.

Il rendimento del pannello fotovoltaico "fisso", come si può vedere dalla figura che segue, varia da 0 (all'alba) gradualmente ad unpicco (a mezzogiorno) fino a ridiscendere a zero al tramonto, secondo una curva a campana, dovuta essenzialmente alla sensibilità del silicio alla perpendicolarità solare. Se l'impianto è invece dotato di inseguitore solare a 2 assi (o 2 gradi di libertà), già due ore dopo l'alba il pannello è in grado di raggiungere la potenza massima, che viene mantenuta fino a circa 2 ore prima del tramonto, ridiscendendo poi rapidamente.

Produzione elettrica di un impianto fotovoltaico nell’arco dellagiornata.

Le barre in colore blu indicano l'energia in più che riusciamo a produrre grazie all'inseguimento solare. Il rendimento che riusciamo ad ottenere può aumentare addirittura del 45%!

Progettazione del pannello

INSEGUITORE

Approssimando il movimento solare, abbiamo dedotto che l’inseguitore non dovesse ruotare più di 180° (alba-tramonto), e non dovesse inclinarsi più di 90°. A questo punto, avendo a disposizione 2 motorini elettrici funzionanti alla tensione di 12 V, il mio compito è stato quello di trasmettere il

loro numero di giri per tali movimenti.

Uno dei due motorini elettrici impiegati nella movimentazione dell’inseguitore solare.

Per quanto riguarda la rotazione abbiamo constatato che si potesse usare lo stesso motorino elettrico (dotato

già di un riduttore interno di 1/40, ossia da 2000 giri/min a 50 giri/min) ma applicato ad un ulteriore

riduttore di 1/ 80, ovvero da 50 giri/min a 0,6 giri/min.

Rotazione di 180°:

1) Motorino Elettrico

2) Riduttore

3) Cuscinetti a sfere per la rotazione della colonna

La stessa cosa non si poteva però fare per l’inclinazione. Questo perché l’altitudine solare,

ogni giorno, varia di pochissimo rispetto al giorno precedente, e quindi sarebbe servito un meccanismo molto più preciso che ogni giorno

facesse inclinare il pannello di quell’angolo estremamente piccolo.

E’ subentrata a questo punto l’idea di usare il meccanismo vite-madrevite, collegato ad un

manovellismo di spinta per poter agire sull’albero interessato alla rotazione di 90°.

Molto tempo è stato dedicato allo studio di questo manovellismo, soprattutto perché si voleva cercare di ottenere questi movimenti nel minor spazio possibile.

Studio cinematico Biella-manovella e 1a bozza dell’inseguitore: si nota come il pannello sarebbe stato molto più ingombrante e anche più brutto da vedere.

Studio cinematico Biella-manovella e, in 3D, il prospetto finale del manovellismo

Il motorino fa girare la vite, la quale, essendo vincolata, fa scorrere su e giù ( a seconda del verso della corrente) il cannotto per il principio della vite-madrevite. Quest’ultimo scorrendo dentro ad un supporto saldato alla colonna è solidale al sistema biella-manovella e quindi si ottiene la rotazione dell’albero e quindi l’inclinazione del pannello.

Per quanto riguarda la realizzazione dell’inseguitore, molti particolari sono stati sviluppati con la tecnologia CAD-CAM dal prof. Sandro Cipolletti e realizzati in officina grazie anche al lavoro degli assistenti tecnici Rucoli Luciano e Brandi Enrico. Una volta dotato di sensori-finecorsa e una volta verniciato, si è consegnato il lavoro nelle mani degli elettronici e degli informatici, che avrebbero agito sia sul sensore di perpendicolarità che sul programma.

Il pannello ora situa nell’aula “Energie rinnovabili” dell’I.T.I.S. “E.Divini”, e grazie ad un simulatore solare (costituito da lampade disposte a campana che si accendono alternativamente), l’inseguitore svolge pienamente il lavoro per cui è stato progettato.

http://www.divini.net/energia/http://www.divini.net/energia/http://www.divini.net/energia/

SI RINGRAZIANOProf. Sandro Cipolletti, per la fiducia datami, e senza la

cui partecipazione il lavoro sarebbe stato inesistente.Ing. Carmine Calafiore, per l’importante supporto sulla

movimentazione di 90 e 180°

Ing. Andrea Cipolletti, aiuto prezioso per quanto riguarda le problematiche di ingombro e della posizione solare nel cielo.

Un ringraziamento particolare al prof. Nicola Pinto, docente e ricercatore di Fisica all’università di Camerino, per il supporto nella realizzazione della tesina.

FONTI

• “L’energia solare nella costruzione” - Ch. Chauliaguet

• “Energia solare, manuale di progettazione”– B. Anderson

• “Impieghi dell’energia solare” – A.C. Robotti• “Tecnologia e produzione metalmeccanica 2”• “Meccanica e macchine a fluido 2 “• Enciclopedia multimediale Wikipedia• Siti web vari

Vite madreviteIl meccanismo vite-madrevite trova molte applicazioni nelle macchine

utensili soprattutto per il comando di carrelli, slitte, ecc…La vite può soltanto rotare, essendo fissata alla macchina; la

madrevite, invece, essendo collegata all’organo mobile della macchina, può soltanto traslare in senso assiale perché obbligata dalle guide del carrello, della slitta ecc…

MANOVELLISMO DI SPINTAIl manovellismo di spinta o meccanismo biella-manovella è un sistema

molto articolato che trova vastissima applicazione nelle costruzioni di qualsiasi tipologia di macchine. Avente come riferimento la figura sotto, in cui se ne è data una rappresentazione schematica, si hanno i due elementi principali; Una biella (b) e una manovella(m), quest’ultima consente di trasformare il moto rettilineo alternato dello stantuffo (S), che scorre dentro un cilindro (H), in moto rotatorio continuo dell’albero motore intorno all’ asse di rotazione rappresentato dal punto (A). Una estremità della biella, detta piede, si articola, tramite un cuscinetto, al perno (C) o anche detto spinotto dello stantuffo; l’altra estremità della biella, ossia la testa , si articola, sempre per mezzo di un cuscinetto, al bottone (B) o denominato anche perno della manovella, che è congiunta all’albero motore.

Solar EnergyThe Sun is a very important powerful energy source, and solar

radiation is the largest source of energy received by the Earth,but its intensity at the Earth’s surface is quite low. In the 20th century, solar energy became increasingly attractive as an energy source and for its non-polluting characteristics, which are in contrast to fossil fuels as coal, oil and natural gas. The sunlight that reaches the ground is nearly 50% visible light, 45% infrared radiation. This radiation can be converted into thermal energy or into electrical energy. Solar radiation can beconverted directly into electricity by photovoltaic cells. In such cells, a small electrical voltage is generated when light strikes the junction between a metal and a semiconductors. The voltage generated from a single photovoltaic cell is typically only a fraction of a volt.

Luis SepùlvedaLuis Sepúlveda (Ovalle, 4 ottobre 1949) è uno scrittore e regista cileno.

OriginiGerardo Sepúlveda Tapia (conosciuto anche con il nome di battaglia "Ricardo Blanco"),

nonno di Luis Sepúlveda, era un anarchico andaluso che fuggì in America del Sudper evitare una condanna a morte che pendeva su di lui. Anche la sua nascita porta questi segni: nacque infatti in una camera d'albergo mentre i suoi genitori fuggivano a seguito di una denuncia - sempre per motivi politici - contro suo padre fatta dal ricco nonno materno.

Periodo giovanileIl giovane Luis crebbe a Valparaíso, in Cile, con il nonno paterno e con uno zio,

entrambi anarchici, che gli istillarono l'amore per i romanzi di avventura di Salgari, Conrad, Melville. La vocazione letteraria si manifestò poco dopo. A scuola scriveva racconti e poesie per il giornalino d'istituto.A diciassette anni iniziò a lavorare come redattore del quotidiano Clarìn e poi in radio. Nel 1969 vinse il Premio Casa de las Americas per il suo primo libro di racconti, Crònicas de Pedro Nadie, ed una borsa di studio di 5 anni per l'Università Lomonosov di Mosca. Nella capitale sovietica rimase però solo pochi mesi; venne infatti espulso per "atteggiamenti contrari alla morale proletaria" a causa dei contatti con alcuni dissidenti, secondo altri avrebbe avuto una relazione con una professoressa che, oltretutto, era moglie del direttore dell'Istituto ricerche marxiste e dovette rientrare in Cile.

Produzione letteraria e impegno politicoDopo il ritorno in Cile abbandonò la casa paterna per contrasti con il padre. Si trasferì allora in

Bolivia, dove militò tra le fila dell'Ejército de Liberaciòn Nacional. Tornato in Cile e conseguito il diploma di regista teatrale, continuò a scrivere racconti, e lavorò ad allestimenti teatrali e alla radio (oltre ad essere responsabile di una cooperativa agricola).

A seguito del colpo di stato militare di Augusto Pinochet, Luis Sepúlveda venne arrestato e torturato. Passò sette mesi in una cella minuscola in cui era impossibile stare anche solo sdraiati o in piedi. Grazie alle forti pressioni di Amnesty International venne scarcerato e ricominciò a fare teatro ispirato alle sue convinzioni politiche. Questo gli costò un secondo arresto ed una condanna all'ergastolo che, poi, sempre su pressione di Amnesty International, fu commutata nella pena dell'esilio.

La condanna fu commutata in 8 anni di esilio, e nel 1977 lasciò il Cile per andare in aereo in Svezia, dove avrebbe dovuto insegnare lo spagnolo. Al primo scalo, a Buenos Aires, Sepulveda scappò con l'intenzione di recarsi in Uruguay. Molti dei suoi amici argentini e uruguagi erano in prigione o erano stati uccisi dai governi dittatoriali di quei pase, perciò si diresse prima verso il Brasile, a San Paolo e poi in Paraguay, paese che dovette in seguito lasciare per problemi con il regime locale. Si stabilì infine a Quito, in Ecuador ospite del suo amico Jorge Enrique Adoum. Qui riprese a fare teatro e prese parte a una spedizione dell' UNESCO dedicata allo studio dell'impatto della civiltà sugli indios Shuar.

Nel 1979 raggiunse le Brigate Internazionali Simon Bolivar che stavano combattendo in Nicaragua. Dopo la vittoria nella rivoluzione iniziò a lavorare come giornalista e l'anno successivo si trasferì in Europa. Si stabilì ad Amburgo per la sua ammirazione nei confronti della letteratura tedesca (aveva imparato la lingua in carcere), specialmente per i romantici come Novalis e Holderlin. Lavorò come giornalista facendo molti viaggi tra Sud America e Africa.

Nel 1982 venne in contatto con l'organizzazione ecologista Greenpeace e lavorò fino al 1987 come membro di equipaggio su una delle loro navi; successivamente agì come coordinatore tra i vari settori dell'organizzazione.

Dal 1996 vive a Gijon, in Spagna.

Storia di una gabbianella e del gatto che le insegnò a volare

La vicenda si svolge nella città di Amburgo e narra di una gabbiana di nome Kengah, che mentre si tuffava nelle acque del mare del Nord in cerca di cibo, viene colpita dalla "maledizione dei mari", un’onda carica di petrolio lasciata da una petroliera in difficoltà. Raccolte le sue ultime forze, riesce a raggiungere la città di Amburgo e precipita sul balcone di una casa, dove abita Zorba , un gatto grande e grosso dal mantello lucente nero. Morente, la povera Kengah riesce ad affidare il suo primo e ultimo uovo al gatto Zorba , dopo aver richiesto di mantenere tre promesse: 1) Di non mangiare l’uovo 2) Di averne cura finché non nascerà il piccolo 3) Di insegnarli a volare

Zorba promette di prendersi cura del piccolo che sta per nascere. E così non solo cova l’uovo, ma con l’aiuto dei suoi amici gatti, Colonnello, Diderot e Segretario, alleva con tanto amore la piccola gabbianella e la protegge dai pericoli. Viene chiamata “Fortunata”. Il problema nasce quando Zorba deve insegnare a volare a Fortunata , perché essendo un gatto non sa come insegnare a un gabbiano a volare . Dopo tanti inutili tentativi i gatti sono costretti a ricorrere all’aiuto “dell’uomo” e a rompere il Tabù: cioè parlare agli umani nella loro lingua. L’uomo prescelto è un poeta, un uomo dall’animo sensibile, capace di capire e comprendere. E così Fortunata riuscirà a spiccare il suo primo volo e a librarsi nel cielo: il suo mondo.

L’impegno ecologista di Sepùlveda

“Sono prima di tutto un cittadino e scrivo, e ho tutta una serie di doveri il primo dei quali è la preoccupazione per la vita”. Vita del pianeta, vita di noi tutti, insidiata da quello spostamento di poteri che ha portato un “mercato senza etica” a prevalere nei processi decisionali della politica. “Bisogna salvare il pianeta dall’autodistruzione e la letteratura è chiamata oggi a rapportarsi con la scienza per tradurre a beneficio di tanti proprio quella complessità del reale e del contemporaneo di cui la scienza stessa è interprete”.

“Conto energia”- DL 387/2003Il 19 febbraio 2007 è entrato in vigore il DL attraverso cui si definiscono i criteri

e le modalita' per incentivare la produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare, in attuazione dell'articolo 7 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n. 387. Tale decreto costituiva il recepimento della Direttiva Europea per le fonti rinnovabili (Direttiva 2001/77/CE) in cui si da’ la possibilita’ di usufruire a chiunque di finanziamenti in conto energia. Cio’ significa che gli incentivi per la costruzione di impianti fotovoltaici (pannelli solari che producono elettricità) verranno erogati in "conto energia" anziché in "conto capitale": si basano cioe’ su una tariffa incentivante per Kwh di energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico che consente di ammortizzare il costodell'installazione rivendendo l'energia elettrica prodotta direttamente al gestore GSE. Questo provvedimento garantira’ anche in Italia il successo degli impianti solari per la produzione di energia elettrica, esattamente come è accaduto in Germania, dove i finanziamenti in conto energia hanno permesso il decollo del settore fotovoltaico diventando cosi’ il secondo paese al mondo per installazioni. Al termine dei 20 anni l’energia prodotta potra’ essere utilizzata direttamente per i consumi privati e quindi le bollette che si riceveranno saranno a quel punto relative alla differenza tra quello che si produrra’ e quello che si sara’ utilizzato.

I vantaggi a seguito dell’attuazione di questa nuova norma rispetto al passato, si possono sintetizzare essenzialmente in tre fattori:

• Tali incentivi sono a disposizione sia per le persone fisiche che giuridiche (comuni, enti locali, aziende private etc.) e sono diventati oggi piu’ facilmente erogabili. Si puo’ installare l’impianto fotovoltaico sulla propria abitazione o in azienda in qualsiasi momento (rispettando solo alcune scalette burocratiche), in poco tempo e senza partecipare ad estenuanti gare di punteggio o affrontare pratiche pluriannuali.

• Oltre tutte le finalita’ etiche insite nel concetto di energia pulita, grazie a questa novita' chiunque puo'; decidere di utilizzare la produzione di energia come una forma pura di investimento. Gli incentivi, come sottolineato prima, non vanno a sostenere i costi per la realizzazione dell'impianto fotovoltaico ma mirano a far investire per produrre energia elettrica da impianto fotovoltaico in un ottica di investimento a medio-lungo termine.

• ll produttore di energia elettrica potrà vendere al gestore GSE quanto prodotto a costi molto superiori rispetto ai prezzi di acquisto attuali. L’energia prodotta dagli impianti verrà ceduta per 20 anni al gestore ad un pari circa al doppio/triplo rispetto l’ammontare normalmente pagato (0,18 € al KWwh) in ragione della potenza installata e della tipologia di impianto scelto.

I costi dell'incentivazione degli impianti fotovoltaici non sono a carico dello stato, ma sono coperti con un prelievo sulle tariffe elettriche che tutti i consumatori (componente tariffaria A3) stanno pagando da anni. Questa componente a carico del consumatore e’ pari a circa 0,0014€ (poco meno di 3 lire) per ogni kWh.

L’IVA su tali impianti e’ pari al 10%.

In cosa consiste il conto energia?

L'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico viene convertita dall'inverter e immessa nella rete locale a bassa tensione.

Il primo contatore (contatore 1) posizionato dal gestore GSE a valle dell'inverter, conteggia tutta l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico, e riconosce al produttore, per venti anni, a seconda della classe di appartenenza definita in base alla potenza, delle tariffe incentivanti che variano al variare della tipologia di impianto fotovoltaico e della potenza; in particolare vengono distinte le seguenti tipologie di impianto fotovoltaico:

1. Impianto fotovoltaico non integrato (es. impianto al suolo) 2. Impianto fotovoltaico parzialmente integrato (es. impianti a tetto aderenti

alla superficie della copertura)3. Impianto fotovoltaico integrato (es. pensiline con copertura costituita da

moduli fotovoltaici)La tabella di seguito sintetizza il valore dell’incentivazione riconosciuta al

variare della potenza e della tipologia di impianto fotovoltaico:

Potenza P (kW) Tipo Impianto fotovoltaico

Non integrato

Parzialmente integrato

Integrato

1 ≤ P ≤ 3 0,4 0,44 0,49

3 < P ≤ 20 0,38 0,42 0,46

P > 20 0,36 0,4 0,44

L’energia prodotta viene ceduta al gestore locale (solitamente ENEL) e conteggiata dal secondo contatore (contatore 2) che rileva i KWh immessi alla rete. Si puo’ immaginare la rete nazionale come una batteria di capacita’ infinita dove il produttore immette l’energia prodotta e quando necessita la preleva. Il vantaggio enorme di tale soluzione e’ che la rete nazionale non necessita di manutenzione e costi aggiuntivi dovuti alle perdite di carica e scarica della batteria e la sua sostituzione che avviene ogni circa 10 anni.

Il terzo contatore (contatore 3) cioe’ il normale contatore che si ha normalmente in casa conteggia, il consumo energetico per i propri fabbisogni quando non vi e’ produzione di energia elettrica dall’impianto.

In sintesi il contatore 2 ha la caratteristica di misurare l’energia immessa nella rete Nazionale, mentre il contatore 3 quello di misurare il consumo.

La soluzione tecnica che si sta adottando attualmente e' che il contatore 2 e 3 vengono condensati in uno unico bidirezionale.

Le tariffe di cui allo schema precedente valgono per tutti quegli impianti che entreranno in funzione nel 2007, il decreto definisce altresì le tariffe che verranno applicate agli impianti che entreranno in produzione negli anni successivi al 2007 fino al 2010 compreso; in pratica ogni anno successivo al 2007 verranno applicate le tariffe dell’anno precedente ridotte del 2%.

Le tariffe specificate ne decreto possono essere ulteriormente maggiorate (fino ad un massimo del 30%) qualora l’impianto fotovoltaico sia abbinato ad interventi di efficientamento energetico; in particolare ad ogni riduzione del 10% del fabbisogno energetico di ogni unità abitativa (ottenuto attraverso interventi tesi alla riduzione delle perdite energetiche) farà seguito un aumento di pari entità della tariffa incentivante (fino, appunto, ad un massimo del 30%).

• Che cosa è lo ”scambio sul posto”?Attraverso la Delibera n. 28/06 l’Autorità per l’energia elettrica definisce le “Condizioni

tecnico-economiche del servizio di scambio sul posto dell’energia elettrica prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili di potenza nominale non superiore a 20 kW, ai sensi dell’articolo 6 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n. 387”.

Ovvero definisce le regole attraverso cui viene regolamentato un contratto di scambio energetico tra il gestore della rete ed il produttore di energia rinnovabile.

In sostanza la delibera definisce che l’energia prodotta attraverso fonte rinnovabile e ceduta al gestore della rete verrà scontata sui consumi del produttore medesimo.

Facendo un esempio, una famiglia che attraverso il suo impianto fotovoltaico cede alla rete 3Kwh non pagherà al gestore 3Kwh assorbiti dalla rete.

• Come si coniuga il “conto energia” con lo “scambio sul posto”?L’Articolo 8 del decreto attuativo del conto energia definisce che; “ … la disciplina dello

scambio sul posto continua ad applicarsi dopo il termine del periodo di diritto alla tariffe incentivante … I benefici dello scambio sul posto sono aggiuntivi rispetto alle tariffe del conto energia ." .

Ciò significa che oltre alle tariffe incentivanti il produttore ha diritto ad uno sconto sulla propria bolletta pari al valore di energia prodotta per la tariffa applicata dal gestore.

Inoltre, anche che dopo i venti anni in cui il produttore cederà l’energia prodotta alle tariffe incentivanti definite nel decreto del conto energia il produttore di energia rinnovabile potrà usufruire dello “scambio sul posto”. Questo tutela il produttore dalle variazioni del prezzo dell’energia definite dal mercato energetico anche dopo i venti anni a regime conto energia per tutta la vita dell’impianto (25/30 anni).

Qual è il PBP di un impianto fotovoltaico?

Il Pay Back Period identifica il numero di anni entro cui l’investitore rientra del capitale investito.

Nel caso di un impianto fotovoltaico che usufruisce di un incentivazione in conto energia tale grandezza è funzione della potenza installata, della tipologia di impianto e dell’irraggiamento solare specifico della zona in cui l’impianto è sito.

A ciò va inoltre aggiunto l’incentivo ulteriore determinato dalla disciplina di “scambio sul posto”.

Ciò detto propongo di seguito una serie di schemi che seppur generici (e per questo indicativi) danno un’idea precisa della opportunità anche economica costituita da un impianto fotovoltaico;

Nel primo schema è illustrato graficamente il PBP di due impianti da 3Kwp non integrati (quindi con incentivo minimo) uno installato a Sondrio e l'altro ad Agrigento.

Il secondo si riferisce ad un impianto da 20Kwp:

In ultima analisi investire in un impianto fotovoltaico equivale ad un investimento economico con un tasso di rendita annuo indicativo superiore al 7-8% !!Tutto ciò trascurando il valore economico di ritorno generato dall'apprezzamento dell'immobile su cui l'impianto è eventualmente posizionato.

L’incentivazione in conto energia è illimitata?

Il decreto prevede un limite massimo cumulativo della potenza elettrica installata di tutti gli impianti; tale limite è definito in 1200 MW; ciò vuol dire che verranno accettate tutte le richieste di incentivazioni (conformi alle norme) per un totale complessivo di 1200 MW.

Come si può accedere al conto energia?

Entro sessanta giorni dall’entrata in funzione dell’impianto occorre inviare al gestore della rete:

· Documentazione di conformità dell’impianto fotovoltaico alle norme CEI;· Scheda tecnica dell’impianto fotovoltaico;· Certificazione di collaudo;· Dichiarazione sostitutiva di atto di notorietà autenticata

Esistono forme di finanziamento?

E’ possibile ottenere un finanziamento a copertura dell’intero costo (IVA inclusa) sostenuto per la realizzazione dell’impianto fotovoltaico.

I beneficiari possono essere i Privati, PMI, Enti Pubblici, 3° Settore in generale. Le condizioni di finanziamento in genere prevedono un mutuo chirografario (per il quale non sono necessarie garanzie reali ma la garanzia è costituita dal riconoscimento della tariffa incentivante), durata fino a 12 anni, importi fino a 150.000 euro per privati e 1.500.0000 euro per aziende.

I tassi fissi o variabili, solitamente euribor a 3 o 6 mesi + spread 1.5 – 2 %.