Quando si parla di fotovoltaico si rischia di fare confusione. Spesso, infatti, i non addetti ai lavori potrebbero confondersi tra impianti fotovoltaici e pannelli solari termici, entrambe strutture sfruttanti l’irraggiamento solare ma, di fatto, finalizzate a scopi differenti. Se il pannello termico è utilizzato per convertire i raggi solari in energia termica, il fotovoltaico è sfruttato per la produzione di corrente elettrica. Già, ma cosa si intende, più nel dettaglio, per impianto fotovoltaico? Quali sono le sue caratteristiche essenziali? E quali sono gli elementi che lo compongono?
Per impianto fotovoltaico si intende una particolare tipologia di impianto elettrico costituito da diversi moduli fotovoltaici. Questi ultimi, di fatto, sono assemblati l’uno con l’altro, e il loro numero può variare enormemente: impianti particolarmente ampi, ad esempio, possono dotarsi di una serie non indifferente di pannelli (o moduli), con conseguenze legate a un più elevato accumulo di energia. Il fine ultimo di un impianto fotovoltaico, come anticipato in precedenza, è quello di produrre energia elettrica a partire dall’energia solare. Ciò avviene grazie all’effetto fotovoltaico, un particolare fenomeno fisico che, di fatto, consente di sfruttare l’irraggiamento solare per le finalità sopra esposte.
A costituire un impianto fotovoltaico vi è tutta una serie di elementi in grado di adempiere a compiti specifici: si va dalla essenziale componente elettrica a quella elettronica, sino a sistemi meccanici in grado di seguire il sole per migliorare l’assorbimento dell’energia. Fatte alcune premesse, esaminiamo nel dettaglio il funzionamento dell’impianto fotovoltaico, facendo luce sulle sue caratteristiche e sulle sue componenti.
Come Funziona un Impianto Fotovoltaico
L’effetto fotovoltaico è alla base dell’efficienza dell’impianto stesso. Ma quali sono le modalità attraverso cui l’impianto è in grado di produrre energia elettrica? In sostanza, l’effetto fotovoltaico non è altro che un fenomeno fisico basato sull’interazione tra la radiazione e la materia. La radiazione, ovviamente, è quella del sole: i raggi solari permetteranno di produrre energia mediante il processo che segue. L’effetto fotovoltaico si verifica nel momento in cui un elettrone, localizzato nella banda di valenza di un materiale, passa direttamente alla banda di conduzione. Il trasferimento avviene in virtù dell’assorbimento di un fotone, quest’ultimo dotato di un’energia sufficiente per produrre il fenomeno stesso. Il fotone, dunque, incidendo sul materiale dell’impianto, farà muovere l’elettrone presente nell’impianto stesso, con le conseguenze descritte in precedenza.
Ecco spiegato, in estrema sintesi, il funzionamento di un impianto fotovoltaico. Ai pannelli, costituito da un certo numero di celle fotovoltaiche, spetterà il compito di convertire l’energia prodotta dai fotoni in elettricità. I fotoni incideranno sulla superficie della cella fotovoltaica, e la loro energia verrà trasferita agli elettroni collocati sulla cella in silicio. Così facendo, gli elettroni verranno eccitati dall’arrivo dell’energia, finendo con il fluire nel circuito producendo corrente. Va detto che il pannello produrrà energia in qualità di corrente continua. L’inverter sarà tenuto a convertirla in corrente alternata, per poi trasportarla e sfruttarla nelle reti di distribuzione: sia gli edifici industriali che quelli domestici sono concepiti appositamente per l’impiego della corrente alternata.
Costi di un Impianto
Un discorso particolarmente interessante è quello relativo ai costi dell’impianto. Nel dettaglio, a quanto si aggira la spesa per l’installazione del fotovoltaico? In linea di massima, prendendo in considerazione un’abitazione di 100 metri quadri, l’installazione dell’impianto avrà un costo pari a 3.000€ per kW. Da ciò si può dedurre che in un’abitazione per quattro persone, necessitante di un impianto da 3 kW, avrà un costo complessivo che si aggirerà intorno ai 9.000€. Tuttavia, l’impianto potrà detenere un costo maggiore a fronte di una maggiore ampiezza della struttura. In caso di installazione di un impianto di grandi dimensioni, infatti, il prezzo può salire sino ai 5.000 per kW.
Ma vediamo nel dettaglio a quanto ammontano i costi specifici inerenti all’installazione dell’impianto. I pannelli possono avere un costo generico di 2.000-3.000€ per kWh. L’inverter, essenziale per la trasformazione della corrente continua in alternata, avrà un costo medio di 500€. A ciò vanno aggiunte le spese per le pratiche burocratiche, per l’allaccio della rete, per l’assicurazione annua e per la manodopera. Il totale di queste voci? Non inferiore ai 500-600€. L’assicurazione annua, ad esempio, avrà un costo medio di 50€ per ogni kWh, mentre la sola manodopera potrà richiedere tra i 100 e i 200€ di spesa. Per quanto riguarda l’allaccio alla rete, invece, il costo potrà aggirarsi intorno ai 100€. E le pratiche burocratiche? In linea generale, risulterà difficile scendere al di sotto dei 300-400€ spesi per l’espletamento di pratiche simili.
Come Ammortizzare la Spesa: Bonus e Incentivi
Al fine di incentivare i cittadini all’installazione di impianti simili, essenziali per limitare l’inquinamento e, al contempo, favorire la produzione di energia a basso costo, lo Stato ha predisposto bonus per coloro che intendono procedere con l’installazione degli stessi. Chi sceglie di passare al fotovoltaico, infatti, può contare sulle opportunità del Superbonus 110%. Come accedervi? Per usufruire del bonus è necessario scegliere il fotovoltaico all’interno di un più ampio investimento. In sostanza, le detrazioni sino al 110% interesseranno tutte le tipologie di intervento considerate come trainanti. È il caso, ad esempio, dell’installazione di un cappotto termico. Fotovoltaico e cappotto termico, combinati tra loro, dovranno permettere di elevare la classe energetica dell’abitazione. Se ciò avverrà, dunque, ecco che diviene possibile puntare sul Superbonus, prorogato dalla Legge di Bilancio varata nel dicembre del 2020.
Manutenzione e Durata dell’Impianto
Infine, un ulteriore aspetto fondamentale è quello inerente alla manutenzione e alla durata dell’impianto: ogni quanto effettuare interventi sul fotovoltaico? E quanto può durare, nel tempo, l’impianto installato?
In linea generale, un impianto fotovoltaico necessiterà di almeno un intervento annuale di manutenzione ordinaria. L’intervento sarà finalizzato anche alla pulizia dello stesso, essenziale per tutti quegli impianti localizzati in aree geografiche sulle quali insistono particolari condizioni meteorologiche. Si pensi, ad esempio, all’incidenza della sabbia: una tempesta di sabbia, in aree a ridosso dei deserti o comunque in zone geografiche aride, possono impattare sull’impianto al punto tale da ridurne l’efficienza, anche del 10%.
A proposito della vita dell’impianto, invece, un fotovoltaico potrà garantire una buona efficienza sino a 25 anni. Si tratta di un dato non indifferente, specie se si pensa che un impianto solare termico raggiunge a malapena i 15 anni. Ma quali sono gli altri fattori che incidono sulla durata dell’impianto? Di certo, incideranno non poco le caratteristiche delle componenti dell’impianto stesso. Non meno rilevante sarà la manutenzione ordinaria da effettuare sul fotovoltaico: tanto più sarà frequente, tanto più sarà estesa nel tempo la vita dell’impianto. Se la polvere si depositerà sui moduli fotovoltaici, infatti, si verificherà non soltanto una riduzione dell’efficienza, ma anche una durata della vita delle apparecchiature.
Tornando sulla collocazione geografica dell’impianto, a incidere sulla struttura vi è anche l’inquinamento atmosferico. Quest’ultimo, oltre a provocare danni per la salute, può influire anche su un impianto come quello fotovoltaico, con i pannelli solari che finiranno per essere aggrediti dalle polveri sottili. Le polveri potranno depositarsi lungo le superfici dei pannelli, intaccandone sia la durata che il rendimento. E non è tutto. Nelle zone di mare, invece, il funzionamento di un impianto fotovoltaico è inficiato dalla salinità. A lungo andare, infatti, il sale del mare finisce per corrodere diverse parti dei pannelli solari, senza trascurare il fatto che le aree assorbenti diverranno via via più opache.
Da ciò si può dedurre l’importanza di una pulizia costante, che mantenga i pannelli in buono stato e che contribuisca a garantire l’efficienza dell’intera struttura fotovoltaica. Alla luce di quanto riportato, si può ben intendere come la scelta di installare un impianto fotovoltaico sia quanto mai vantaggiosa. I costi iniziali non sono certo indifferenti, ma sfruttando i bonus di Stato, come il suddetto Superbonus, è possibile ridurre l’impatto della spesa dell’impianto.