Come sfruttare al massimo il proprio Impianto Fotovoltaico

Installare un impianto fotovoltaico nella propria abitazione è davvero un buon investimento? , questa domanda ve la siete mai posta, perché molti credono che una volta installato un impianto fotovoltaico sul proprio tetto automaticamente le bollette elettriche si azzerano, o quasi
Altro errore di valutazione che spesso si compie, ho un contratto con il mio gestore da 3 Kw , quindi faccio un impianto da 3 Kw.
Vediamo allora di approfondire questo argomento e dare delle risposte e vedere poi come muoverci senza commettere errori e rischiare di buttare via i propri soldi.

Per capire bene questo concetto occorre partire dall’inizio e vedere come è fatto un impianto fotovoltaico, come funziona, quanto e come produce energia ed il modo migliore per sfruttare al massimo l’energia prodotta.
Cercherò di essere sintetico senza troppi approfondimenti tecnici in modo che tutti possano capire i concetti
di base, iniziamo con vedere come è fatto un impianto fotovoltaico, le taglie disponibili, come funziona e quanto produce.

Un impianto fotovoltaico è composto sostanzialmente da due elementi, i Pannelli fotovoltaici e l’Inverter.

I Pannelli Fotovoltaici sono il cuore del sistema (Il vero generatore di energia elettrica) che trasforma la luce del sole in energia elettrica, ma è un’energia non adatta ad alimentare i nostri elettrodomestici, va quindi convertita tramite un dispositivo chiamato Inverter che trasforma la corrente continua in corrente alternata con una tenzione stabile di 220 Volt monofase ed una frequenza di 50 Hz, quindi compatibile con la rete elettrica nazionale e soprattutto adatta alle nostre utenze.
Esistono anche inverter trifase da 400 Volt, ma in questo mio approfondimento orientato alle utenze domestiche dove prevalentemente troveremo contatori monofase da 220 Volt. faremo esempi solo su questi valori.

Sulle utenze domestiche troveremo prevalentemente 3 taglie di contatore: 3 Kw, 4,5 Kw e 6 Kw tutte V. 220 monofase, oltre i 6 kw sono trifase, quindi anche le taglie del fotovoltaico monofase saranno uguali,3 / 4,5 e 6 Kw. Con quale criterio dobbiamo sceglierle la taglia di fotovoltaico più adatta al nostro caso?
Prima dobbiamo capire quanta energia può produrre un impianto fotovoltaico e soprattutto come è spalmata nelle 24 ore, perché la produzione di energia elettrica è legata al livello di illuminazione che riceve
quindi di giorno produce, la notte No, poi abbiamo differenti livelli di potenza legate alle fasce orarie, alle stagioni e anche dalle latitudini, quindi avremo un continuo variare di potenza prodotta

Iniziamo con fare degli esempi: Un impianto fotovoltaico da 3 Kw nel centro Italia produrrà 4.050 Kw/h / Anno, se una famiglia consuma circa 3.000 Kw/h / Anno, in teoria dovrebbe aver azzerato la propria bolletta, ma in pratica la avrà abbassata solo del 20%, perché succede questo? quali sono i rimedi? vediamoli insieme perché questo è il cuore dell’argomento.

Quando si decide di installare un impianto fotovoltaico la prima cosa da fare è analizzare le bollette elettriche dell’ultimo anno, e vedere quanti Kw/h si sono consumati e quanto abbiamo speso.
Da questa analisi emergeranno dei dati, facciamo un esempio
Kw/h/ anno consumati: 3.000
Spesa sostenuta: € 1.050
Potenza contatore installato: 3Kw
Tensione: V 220 monofase
Con questi dati possiamo partire e scegliere l’impianto fotovoltaico più adatto al nostro caso.
Ritorniamo ora all’argomento precedente dove dico che si riesce a sfruttare solo il 20% dell’energia prodotta, e vediamo il perché e come si può risolvere questo problema. Il perché riusciamo a sfruttare solo il 20% dell’energia prodotta è dato dal fatto che coincideranno solo il 20% dei nostri consumi con l’energia prodotta, il resto dell’energia andrà quasi regalata alla rete, questo perchè i tempi e l’intensità dei consumi elettrici domestici seguiranno le loro tempistiche, come anche la produzione del fotovoltaico seguirà le sue tempistiche lo vediamo in questo grafico.

Cosa possiamo fare per migliorare questa situazione?
Possiamo accumulare l’energia non consumata in una batteria metterla da parte e consumarla in un secondo tempo portando così l’autoconsumo a livelli più alti, ma quanto pi alti, questo dipende dalla capacità della batteria adottata, ma dal 20% passeremo al 60 70%, ma mai al 100% perché mentre si caricano le batterie comunque una parte di energia scivolerà via ed andrà alla rete, e questa percentuale varia a seconda la potenza delle batterie adottate, ma anche questa parte di energia possiamo recuperarla con l’accumulo termico da fotovoltaico, ma questo argomento lo approfondiamo in seguito, parliamo ora delle batterie di accumulo. Le batterie al Litio sono un prodotto recente, come anche gli inverter così detti Ibridi cioè adatti a dialogare con le batterie, questo prodotto è entrato nel mercato circa 10 anni fa, prima non c’era, ed in questi 10 anni ha avuto una evoluzione tecnologica molto veloce, ed è il componente più costoso dell’impianto fotovoltaico
quindi anche la scelta della potenza da installare è legata al suo costo di acquisto, ma anche ad un altro fattore, la capacità dell’impianto di poterla ricaricare anche nei mesi invernali, quando la capacità di produzione del fotovoltaico scenderà, quindi la scelta sarà un compromesso di questi due fattori (Costo e capacità di ricarica nei 12 mesi)
Con le batterie aumenteremo la capacità di autoconsumo, ma sarà solo un accumulo a breve termine, cioè giornaliero, accumuliamo di giorno per consumare la notte, non potremo mettete da parte l’energia prodotta in surplus d’estate per l’inverno, perché questo è un altro problema .

Questo si chiama scambio sul posto e questo movimento di energia viene contabilizzato per poi essere pagato o riscosso dall’utente, si ma in quale maniera? Vediamo, facciamo un esempio per capire meglio.
Facciamo un esempio che in un anno noi produciamo 100 (Numero inventato) autoconsumiamo 40 ed immettiamo nella rete 60 , poi attingiamo dalla rete 50 come funziona il calcolo? Vediamo.

Il calcolo è solo sulla vendita e l’acquisto di energia dalla rete, quindi l’autoconsumo (40) per ora non ci interessa
Ci interessa il valore 60 di vendita ed il valore 50 di acquisto e qui si incomincia a parlare di soldi.
Quanto vale 60 e quanto vale 50 . L’ immissione di energia nella rete è diviso in due tariffe, la prima è lo scambio sul posto, la seconda è la vendita, lo scambio sul posto mediamente vale 11 Cent/Kw/h la vendita 4 Cent/Kw/h, l’acquisto 25 Cent/Kw/h , come vedete due pesi e due misure!

Con quale criterio vengono divise le due tariffe di scambio sul posto e vendita, lo scambio sul posto deve essere uguale all’autoconsumo, il resto è vendita, quindi il valore di immissione in rete di 60 verrà diviso in 40 scambio sul posto e 20 vendita. Come vediamo il valore dell’autoconsumo (40) influenza anche il valore di vendita, se noi portiamo il valore dell’autoconsumo sopra a 50 tutto il resto sarà scambio sul posto e verrà venduto a 11 Cent/Kw/h.

L’energia immessa in rete ci verrà pagata dal GSE in due rate, una ogni sei mesi tramite bonifico bancario, questo introito lo possiamo chiamare accumulo finanziario, e lo possiamo adoperare in inverno per pagare le bollette quando il fotovoltaico non riuscirà a coprire per intero i consumi elettrici.

Anche l’accumulo finanziario possiamo gestire, come? sovra dimensionando la potenza del nostro impianto fotovoltaico e tenendo sempre l’autoconsumo sopra il 50% adottando anche l’accumulo termico da fotovoltaico in questo modo avremo più energia da vendere ed avremo più accumulo finanziario per abbassare i costi elettrici invernali

Totale della spesa fornitura e posa in opera con pratiche allaccio iva € 8.000, la bolletta tra autoconsumo e scambio sul posto scende a 100 €/anno abbiamo così risparmiato 650 €/anno di energia elettrica ed altri 150 €/anno di energia termica avremo anche uno sgravio fiscale del 50% quindi in 10 anni avremo recuperato 4.000 € di fisco , risparmiato 6.500 € di energia elettrica altri 1.500 di energia termica per un totale di € 12.000 quindi avremo recuperato tutti i soldi dell’investimento in soli 6,7 anni non è male, però in una famiglia la bolletta più pesante non è quella elettrica ma quella termica, cioè il metano che ci costa 2.000 €/anno e quella è rimasta praticamente invariata.

Questo è il vero problema per le famiglie, la bolletta del Metano ! oltre a quella elettrica
Generalmente in una famiglia la bolletta del metano è più del doppio di quella elettrica
Volendo potremo abbassare anche questa bolletta con l’aiuto del fotovoltaico ed altre tecnologie, ma qui entriamo in un altro settore molto più complesso, (La climatizzazione e produzione di ACS) con tecnologie green a risparmio energetico come le pompe di calore elettriche Aria/ Acqua e questo vi porterà ad effettuare un investimento più oneroso, ma anche più redditizio, e se non vi siete ancora stancati a leggere ne possiamo parlare.

Quando si costruisce una nuova Casa, oggi i progettisti di impianti propongono da subito tecnologie a risparmio energetico, anche perché la legge lo impone, quindi niente termosifoni, niente caldaie a metano, ma impianti radianti sotto pavimento alimentati da pompe di Calore elettriche, case costruite con elevati rapporti di isolamento termico
quindi poco energivore, che avranno bisogno di poca energia termica per essere riscaldate, ed in questi casi è tutto più semplice ed economico da realizzare.

La faccenda si complica un po’ quando dobbiamo intervenire in riqualificazioni energetiche su Case costruite 20 ,30 anni fa che adottano i vecchi criteri, quindi troveremo termosifoni in ghisa con caldaie a metano e scarso isolamento termico perimetrale.
Oggi con le tecnologie disponibili a prezzi sempre più vantaggiosi, realizzare una Nuova Casa con costi energivori vicino alla Zero, è possibile e questo sarà l’obbiettivo da raggiungere nei prossimi anni.

La Pompa di Calore Aria/Acqua 

Spieghiamo ora (sinteticamente) cosa è una Pompa di Calore, come funziona e quali sono i suoi principali pregi.

Il Nome stesso fa trasparire la sua funzione (Pompa il calore dall’aria esterna e lo trasferisce internamente), ma amplificato parecchie volte, il calore generato potrà essere trasferito all’Aria oppure all’acqua, nel nostro caso lo trasferiremo all’acqua, che sarà contenuta in un serbatoio coibentato più o meno grande a seconda le esigenze del caso specifico. Per chi vuole approfondire l’argomento sulla Pompa di Calore consiglio di leggere un mio articolo che  troverete nel nostro sito sotto la Voce Pompe di Calore.

Esempio Nr. 1
Se per riscaldare una casa di 120 mt2 in Classe energetica C avrò bisogno di 10 Kw/h termici se la riscaldo con una resistenza elettrica consumerò 13,3 Kw/h, mentre se la riscalderò con una pompa di Calore consumerò 3.12 Kw/h
Come vediamo non cè paragone di resa, appunto per questo che le pompe di calore hanno incentivi fiscali mentre le caldaie elettriche No.
Esempio Nr.2
Se la stessa Casa di 120 mt2 Fosse in classe energetica A++ ed adottasse per riscaldarsi un impianto radiante sottopavimento a bassa temperatura (35°) anziché i termosifoni che avranno bisogno di una temperatura dell’ acqua almeno di 50° avremo questi dati.
Potenza termica necessaria: 4,5 Kw/h
COP: 5
Potenza elettrica Prelevata: Kw/h 0,9 Kw, (meno di un tostapane)
Quindi come vediamo la classe energetica ed il tipo di impianto radiante sono molto importanti per avere la massima efficienza energetica.

Capito questo concetto appurato la grande efficienza apportata dalla pompa di calore, che anche senza l’ausilio del fotovoltaico ci farà comunque risparmiare rispetto ad una caldaia a Metano, proseguiamo con il nostro ragionamento e vediamo come ampliare il nostro progetto di (Fotovoltaico con accumulo) aggiungendo una centrale termica con pompa di calore Aria/Acqua.

Per rendere realistico il nostro esempio, ipotizziamo dei valori su cui poi fare delle ipotesi.

Dimensioni della Casa: 120 mt2 X H 2,75 mt.
Impianto radiante: Nr. 8 Termosifoni in Alluminio
Persone che abitano la Casa: Nr. 4
Zona climatica: Centro Italia
Altitudine: 100 mt
Classe Energetica della Casa: C

Interpellato Un professionista si arriva a questo tipo di Impianto:
Fotovoltaico Potenza installata: 7 Kw
Batterie: 10 Kw
Pompa di Calore Aria/Acqua da 10 Kw
Temperatura di mandata: 50°
Serbatoio di Accumulo: 250 lt.
Potenza elettrica del contatore Enel 6,6 Kw
Tensione: V 220 monofase
Accessori consigliati: Relè controllo carichi, e Valvole termostatiche
Questo è un giusto compromesso rimaniamo in valori di potenza compatibili con la Monofase, con tariffe e costi più bassi rispetto ad una utenza trifase.