Impianto fotovoltaico: funzionamento, normativa etc

Cos’è e come funziona un impianto fotovoltaico? Ecco una panoramica completa sui pannelli solari.

L’impianto fotovoltaico è un sistema in grado di produrre energia elettrica sfruttando i raggi del sole, per farlo si serve appunto dell’effetto fotovoltaico. In sostanza, grazie ai pannelli fotovoltaici è possibile trasformare l’energia solare in energia elettrica, con una quantità di produzione che dipenderà dal numero di moduli installati. 

L’impianto fotovoltaico riesce ad attirare i raggi solari ovviamente solo quando il sole è presente. Infatti non è possibile ottenere dal sistema un assorbimento costante e continuato, proprio a causa dell’alternanza tra giorno e notte, o dei cambi di stagione. 

 

Il funzionamento dell’impianto è consentito grazie al fenomeno che in fisica dello stato solido viene chiamato “effetto fotovoltaico”. In pratica, avviene quando un elettrone con carica negativa, che si trova nella banda di valenza di un materiale (semiconduttore), assorbe una quantità tale di quanto elettromagnetico da passare alla banda di conduzione. 

Quindi in sostanza all’interno dei pannelli fotovoltaici che sono esposti al sole, sono presenti tanti piccolissimi elettroni negativi. Questi, grazie al materiale semiconduttore di cui sono fatti i pannelli (solitamente silicio), riescono ad attirare l’energia del sole e tramutarla in energia elettrica, diventando quindi conduttori. 

Impianto fotovoltaico: cosa sono i pannelli solari

I pannelli fotovoltaici sono la parte più importante dell’intero impianto, e sono costituiti da una serie di celle connesse tra loro. Le celle sono quelle piastrelle che si vedono sul tetto delle case quando è presente un impianto fotovoltaico. Unendole insieme, si ottiene un effetto di assorbimento delle radiazioni solari, che poi i pannelli trasformano in volt, ovvero energia elettrica. 

La maggior parte degli utenti che ha installato i pannelli fotovoltaici non ha abbandonato il proprio gestore di energia elettrica, consiglio che anche gli installatori degli impianti promuovono. Semplicemente perché se non avete installato degli impianti fotovoltaici con accumulo, durante la notte o quando è nuvoloso, non avreste energia elettrica in casa. 

Se installate un impianto fotovoltaico tradizionale infatti, potrete usufruire dell’energia che il vostro sistema produce solo nel momento in cui viene generata, perché non è presente un sistema di accumulo. L’energia che i pannelli generano nelle ore di sole però, potrebbe risultare troppa per usufruirne in un lasso di tempo così breve. Quindi, l’energia che “avanza”, per non essere sprecata, viene venduta al gestore dell’impianto fotovoltaico tramite il sistema della “Cessione in Rete”. Grazie a questo riceverete un guadagno annuale diviso in rate che vi sarà versato dal vostro gestore. 

Diverso è il discorso per gli impianti fotovoltaici autonomi, anche detti “ad isola” o “stand alone”. In questo caso sarà presente il sistema degli impianti fotovoltaici con accumulo. E quindi, quando l’energia che il vostro impianto produce nelle ore di sole risulterà troppa, invece di venderla la “conserverete” con delle batterie apposite, per usufruirne quando il sole sarà nascosto. 

Vantaggi e benefici dell’impianto fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici offrono una vasta gamma di benefici. 

Partiamo innanzitutto dal motivo per il quale sono stati inventati, ovvero ridurre l’inquinamento ambientale che i normali impianti di energia elettrica emettono nell’ambiente.

Ormai non è un segreto, la quantità di CO2 che l’uomo nel corso degli anni ha prodotto e disperso nell’atmosfera, ha danneggiato così tanto il pianeta da generare danni considerati ormai irreparabili. Pensate al buco nell’ozono, oppure allo scioglimento dei ghiacciai.

L’emergenza climatica adesso è diventata una priorità assoluta. O meglio, lo è sempre stata, ma il mondo sembra essersene accorto solo negli ultimi anni. In ogni caso, tutte le potenze mondiali oggi si stanno impegnando per dar vita a nuove soluzioni in ogni ambito possibile, al fine di ridurre al minimo le emissioni di gas serra. 

L’impianto fotovoltaico è una di quelle nuove invenzioni che riescono a soddisfare quest’emergenza. I pannelli fotovoltaici infatti, per trasformare l’energia solare in energia elettrica, utilizzano un sistema perfettamente isolante, che non consente al generatore di emettere sostanze di scarto nell’aria. Grazie all’effetto fotovoltaico le emissioni di CO2 si riducono notevolmente. 

Ma oltre ad essere un sistema che dà grandi vantaggi al benessere del pianeta, l’impianto fotovoltaico permette anche a voi di ottenere un guadagno economico. Come abbiamo già accennato infatti, se sceglierete gli impianti fotovoltaici ad accumulo, potrete produrre da soli la vostra energia, portando a zero il costo della bolletta della luce. 

Se invece opterete per il sistema di vendita dell’energia che avanza, dovrete sempre pagare la bolletta, ma gli importi saranno comunque molto minori. Oltretutto poi, non dimenticate che riceverete un guadagno economico annuo per aver venduto l’energia che il vostro impianto fotovoltaico produce. 

Chi li installa

Per poter installare l’impianto fotovoltaico, dovrete necessariamente soddisfare i requisiti e ottenere tutte le autorizzazioni di vari enti. Ormai sono tantissime, in Italia e nel mondo, le ditte che si occupano di installare impianti fotovoltaici, per cui non avrete che l’imbarazzo della scelta. I pannelli però sono l’aspetto più importante di un impianto fotovoltaico, quindi dovrete fare bene attenzione alle aziende che li producono e li installano. 

La migliore tra tutte probabilmente è la SunPower, leader mondiale nell’ambito fotovoltaico. La ditta statunitense conta già 25 anni di esperienza nel campo, e considerando che il settore è visto ancora relativamente “nuovo”, si tratta di un lasso di tempo a dir poco notevole. I normali impianti fotovoltaici della SunPower riescono ad ottenere un rendimento medio pari al 20%. Inoltre, l’azienda ha dato vita anche alla nuova Serie X dei pannelli, che raggiungono addirittura il 21,5%. 

Quasi al livello di SunPower troviamo la Panasonic-Sanyo. La multinazionale Panasonic infatti è entrata nel mondo del fotovoltaico dopo aver acquisito la giapponese Sanyo. I pannelli fotovoltaici della Panasonic-Sanyo sono i migliori presenti sul mercato mondiale, dopo la Serie X di SunPower. Il rendimento anche qui è attestato al 20%.

Ricordiamo che il rendimento medio dei pannelli fotovoltaici prodotti dalla concorrenza di in commercio è circa del 15%

Per quanto riguarda invece la gestione dei servizi legati all’impianto, se ne occupa il GSE (Gestore dei Servizi Energetici), ente nominato dallo Stato per promuovere, favorire e sostenere l’utilizzo delle fonti rinnovabili e della sostenibilità ambientale. Il GSE mette a disposizione degli utenti i Conto Energia, numerati per distinguere i vari tipi di impianto. In base a questi, è possibile usufruire di alcuni incentivi statali per installare l’impianto fotovoltaico.  

A cosa servono i pannelli solari

L’impianto fotovoltaico non avrebbe alcuna possibilità di funzionare se non ci fossero i pannelli solari. Sono questi infatti a catturare i raggi del sole e trasformarli in energia elettrica.

I pannelli sono costituiti dai moduli fotovoltaici, che a loro volta racchiudono le celle fotovoltaiche. Il rendimento dell’impianto, e quindi il guadagno che ricaverete, dipenderà dalla presenza del sole, ma in gran parte anche dalle qualità dei componenti che costituiscono i pannelli fotovoltaici. 

Sopra ogni altro elemento, ad avere l’importanza principale è il tipo di silicio utilizzato per costruire le celle. Vengono realizzate in silicio per favorire il surriscaldamento. Quando però producete più energia di quanta ne consumate, la quantità in eccesso disturba la normale attività del pannello, che in quel momento renderà di meno. 

Quanto si abbasserà il rendimento dipende dalla qualità del silicio utilizzato dalla ditta. Per esempio, il silicio monocristallino comporta un rendimento molto migliore rispetto a quello amorfo, a quello policristallino e a quello in Film Sottile. 

Come sono fatti e come funzionano

Normalmente, la struttura dei pannelli fotovoltaici, partendo dalla base, è la seguente:

• Piano di appoggio in plastica come supporto basale;
• Uno strato di EVA (Etilene Vinil Acetato), materiale polimerico flessibile, che servirà a sigillare tutto e poi a favorire il surriscaldamento del pannello;
• Cella fotovoltaica, il vero cuore di tutto il sistema. Ad essa è collegato un filamento in Argento che si espande per tutta la superficie, e che serve a collegare elettricamente le celle insieme;
• Un secondo strato di EVA;
• Vetro temprato con un basso contenuto di Ferro. In questo modo il vetro perde la sua funzione riflettente e non “ruba” la luce solare che l’impianto dovrà trasformare in energia elettrica; 
• Tutta la struttura è protetta e racchiusa da una cornice di alluminio.

Il materiale di composizione delle celle, come già abbiamo spiegato, risponde in modo del tutto naturale all’effetto fotovoltaico. In sostanza, nel momento in cui un fotone raggiunge la superficie del vetro, questa trasferisce l’energia solare al suo interno, fino a farla arrivare agli elettroni della cella fotovoltaica in silicio. 

A questo punto, gli elettroni vengono stimolati dall’energia solare, e si espandono per tutto il circuito grazie al filamento in Argento, producendo così energia elettrica. Quella che producono i pannelli fotovoltaici, è energia definita “a Corrente Continua” o DC (Direct Current), e questo significa che gli elettroni si muoveranno sempre nello stesso senso all’interno del circuito. 

Ed è qui che interviene l’inverter, il secondo elemento fondamentale che non deve mancare negli impianti fotovoltaici. L’inverter si occupa di trasformare la Corrente Continua in Corrente Alternata. Quest’ultima permetterà all’impianto fotovoltaico di distribuire la corrente presso le utenze, perché gli elettroni non viaggeranno più nello stesso senso, ma con intervalli variabili di intensità e direzione. 

Pannelli fotovoltaici a terra

Per la maggior parte, sarete abituati a vedere i pannelli fotovoltaici posizionati sulle tegole dei tetti. In realtà sono possibili altre due alternative. La prima è quella dei pannelli integrati, ovvero sostituire le stesse tegole con i moduli, creando un “tetto fotovoltaico”. La seconda invece è la scelta di posizionare i pannelli a terra. 

Potrete farlo se disponete di un giardino molto ampio, o di uno spazio aperto in campagna. Con gli impianti fotovoltaici a terra, alla precedente struttura si aggiungerà un ulteriore elemento: le vasche. Si tratta di strutture di supporto che reggono i pannelli, solitamente sono realizzate in alluminio o acciaio.   

La scelta degli impianti fotovoltaici a terra non è molto comune. Il motivo è che la legge in questo caso impone regole rigide, perché i pannelli non vengono considerati elementi architettonici adeguati, sia per quanto riguarda l’ambito visivo, sia per lo spazio occupato a livello ambientale. Inoltre, è stabilito che la potenza nominale dell’impianto non può superare il valore di 1 MW. E nel caso di proprietario terriero con più campi, è necessario che si mantenga una distanza di minimo 2 km tra un impianto e l’altro. 

Gli impianti fotovoltaici a terra vengono gestiti dal GSE con il 4° Conto Energia, che infatti dispone del più basso sistema incentivante tra tutti. 

Pannelli con sistema di accumulo

E torniamo quindi sugli impianti fotovoltaici con accumulo, già accennati in precedenza. In questo caso, l’energia che producete in eccesso non la venderete, ma la accumulerete per utilizzarla nei momenti in cui l’impianto fotovoltaico non funziona per mancanza di sole. 

L’energia solare viene accumulata all’interno di una batteria, che la conserva per le ore notturne. Gli impianti solari ad accumulo riescono a soddisfare un fabbisogno energetico giornaliero fino al 60-80%. Ciò significa sicuramente una notevole riduzione degli importi in bolletta. 

Per gli impianti fotovoltaici con accumulo costo è leggermente più alto rispetto agli altri, ma si tratta di un vero e proprio investimento. Se consideriamo una potenza di 4 kW, gli impianti fotovoltaici prezzi si aggirano attorno ai 6.000-7.000 euro. Per gli impianti fotovoltaici con accumulo costo invece si trova tra i 10.000-12.000 euro, cifra che però riguadagnerete nel giro di 7-10 anni (in base a dove vivete), per via della riduzione delle bollette. 

Manutenzione e pulizia dei pannelli

Ovviamente, anche i pannelli fotovoltaici avranno bisogno ogni tanto di essere puliti e ben tenuti, così che possano assorbire la necessaria quantità di energia solare e durare il più a lungo possibile. Lo smog e le polveri sottili infatti, tendono a depositarsi sui pannelli, creando come una sorta di patina di sporco che finisce per coprire le celle. A causa di questo, la superficie non riesce più ad assorbire correttamente l’energia, riducendo anche del 20% il rendimento degli impianti fotovoltaici. 

Per prevenire che ciò succeda, il consiglio è quello di compiere la pulizia dei vostri pannelli fotovoltaici almeno ogni due anni. Per decidere però, considerate gli eventi climatici che gli impianti fotovoltaici hanno dovuto subire, a seconda di dove vivete. Per esempio, se nella vostra città di solito scende molta pioggia o neve sporca, vi consigliamo di eseguire la pulizia anche 1 volta ogni anno, per essere sicuri che gli impianti fotovoltaici possano sempre rendere al massimo. 

Il periodo migliore per fare la manutenzione dei pannelli fotovoltaici è sicuramente la primavera, preferibilmente ad aprile. Marzo infatti di solito è ancora caratterizzato dai cambiamenti climatici e dalle forti piogge. Ad aprile invece, inizia già ad alzarsi la temperatura e le condizioni climatiche diventano più favorevoli. Per cui, potrete far pulire perfettamente i pannelli in questo periodo, così che l’impianto fotovoltaico arrivi poi in condizioni ottimali ai mesi estivi, che saranno i più soleggiati e quindi i più redditizi. 

Per effettuare la manutenzione, si consiglia di contattare degli operatori specializzati, che fanno questo di mestiere e sanno perfettamente ciò che devono fare. Se però volete risparmiare e l’accesso al tetto è facile e sicuro, potrete provare ad eseguirla anche voi. Avrete bisogno solo di una spazzola dalle setole morbide e dell’acqua demineralizzata. Non utilizzate alcun tipo di detersivo o detergente, e state attenti a non calpestare o graffiare i pannelli fotovoltaici. 

Tenete a mente però che eseguire la pulizia degli impianti fotovoltaici non è una cosa facile, ci vuole una grande precisione, e soprattutto molta concentrazione. E per quanto vi possiate impegnare, è molto improbabile che riusciate a fare una manutenzione perfetta, come lo farebbe un esperto con gli appositi attrezzi. 

Se quindi deciderete di farlo da soli, sicuramente risparmierete un po’ di denaro, ma ne andrà del corretto funzionamento degli impianti fotovoltaici. Se invece vi affiderete ad un tecnico, dovrete affrontare la spesa iniziale, ma poi ci guadagnerete con le prestazioni dei pannelli, che renderanno al massimo della loro forma.  

Impianto fotovoltaico Normativa

Per legge, tutti gli impianti fotovoltaici devono essere testati e verificati da laboratori specifici prima di essere messi in commercio, come prevede la norma UNI CEI EN ISO / IEC 17025. Questi laboratori devono essere riconosciuti da Organismi di Certificazione appositi, che garantiranno la qualità dei pannelli fotovoltaici e la loro sicurezza. 

La legge CEI EN 62446-1 invece, stabilisce i requisiti, i documenti e le autorizzazioni necessarie per poter installare l’impianto fotovoltaico. Ecco l’iter da seguire:

1. Contattate l’installatore, che provvederà a compiere un sopralluogo per verificare se la vostra casa è idonea ad ospitare un impianto fotovoltaico, e infine vi stilerà un preventivo;
2. Recatevi presso il vostro Comune, e chiedete tutte le autorizzazioni necessarie. Di tutti gli altri permessi solitamente se ne occupa la ditta installatrice;
3. A questo punto, con tutte le autorizzazioni in mano, procedete all’installazione vera e propria dell’impianto;
4. Inviate al GSE la richiesta di connessione alla rete elettrica, allegando progetto e preventivo dell’impianto fotovoltaico;
5. Una volta che l’impianto è connesso, potete fare richiesta per gli incentivi statali concessi con il Conto Energia.

Accatastamento dei pannelli

Anni fa, gli impianti fotovoltaici venivano considerati dalla legge come dei beni mobili, quindi non c’era nessun obbligo di accatastarli. L’Agenzia delle Entrate ha aggiornato la decisione con la Circolare n.36/E del 19 dicembre 2013, modificando la categoria degli impianti fotovoltaici da beni mobili a beni immobili. 

Ad oggi quindi, i pannelli fotovoltaici sono visti come dei beni immobili, sia dal punto di vista fisico che da quello del Catasto. Ma visto il cambiamento, ora è necessario che gli impianti vengano registrati al Catasto?

La risposta è: solo in alcuni casi. La legge non obbliga all’accatastamento quando gli impianti sono realizzati all’interno di proprietà individuali, e sono finalizzati all’uso esclusivo, come avviene nell’ambiente domestico. Non è necessario l’accatastamento neanche per gli impianti fotovoltaici condominio, anche in questo caso si rientra nell’uso domestico. 

La Legge di Stabilità 2016 ha decretato quindi che la registrazione degli impianti fotovoltaici al Catasto è obbligatoria solo per gli immobili che rientrano nelle Categorie Catastali D ed E. Ma solo se le componenti immobiliari incrementano un valore capitale dell’immobile pari o superiore al 15%.

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