Progettare ed installare un impianto fotovoltaico - Enea

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Le applicazioni degli impianti fotovoltaici [5.1] Caratteristiche e peculiarità della tecnologia fotovoltaica [5.1.1] L’impatto ambientale Gli impianti fotovoltaici non causano inquinamento ambientale poiché: dal punto di vista chimico, non producono emissioni, residui o scorie; dal punto di vista termico, le temperature massime in gioco non superano i 60 °C; dal punto di vista acustico, non producono rumori. La fonte fotovoltaica è l’unica che non richiede organi in movimento né circolazione di fluidi a temperature elevate o in pressione, e questo è un vantaggio tecnico determinante. Si deve anche considerare che le emissioni complessive di CO 2 e di altri gas-serra durante tutto il ciclo di vita dell’impianto fotovoltaico (produzione dei componenti, trasporto, installazione, esercizio e rimozione) sono nettamente inferiori rispetto a quelle dei sistemi di generazione a combustibili fossili. [5.1.2] Il risparmio di combustibile Si può ragionevolmente valutare in 30 anni la vita utile di un impianto (ma pro- babilmente “durerà” anche più); questo significa che esso, supponendo un payback time pari a 5 anni e una producibilità annua di 1.300 kWh/kW, nell’arco della sua vita efficace produrrà mediamente 1.300 · (30-5) = 32.500 kWh per ogni kW installato. Dato che per ogni kWh elettrico al contatore dell’utente occorre bruciare circa 0,25 kg di combustibili fossili, risulta che ogni kW di fotovoltaico installato produrrà durante la sua vita quanto le centrali convenzionali producono “bruciando” 32.500 · 0,25 = 8.000 kg di combustibili fossili. [5.1.3] Tempo di ritorno dell’investimento energetico Accertata dal punto di vista economico la non immediata competitività sul mercato del fotovoltaico rispetto alle tradizionali fonti non rinnovabili a meno di incentivi statali (capitolo 8), è interessante indagare su quanto si assottigli questa differenza dal punto di vista del bilancio energetico. Si deve osservare infatti che i sistemi fotovoltaici generano più energia durante tutto il periodo di vita rispetto a quella necessaria alla produzione, installazione e rimozione. La valutazione energetica consiste nell’accumulare tutti gli input energetici duran-
36 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Evidente distacco del tedlar Fessurazione del tedlar Ingiallimento dei moduli Ruggine sulla griglia di raccolta te ogni fase di realizzazione dei materiali necessari alla esistenza e alla eliminazione dell’impianto, per rapportarli alla generazione annuale di energia. Espressione più comune di questo bilancio è il “tempo di ritorno dell’investimento energetico” (TRIE). Il TRIE, è un indicatore che è usato di frequente per valutare i bilanci di energia di sistemi di produzione energetici. Spesso Il TRIE è semplicisticamente definita come l’energia di fabbricazione del sistema diviso la sua produzione energetica annua. Con maggiore esattezza la formulazione richiede un calcolo di tutti gli input energetici considerandone il valore di energia primaria: Tempo di ritorno dell’investimento energetico = Energia per la produzione, trasporto, installazione, esercizio e rimozione/Energia prodotta annuale. [5.1.4] Il degrado dei moduli Sono state effettuate misure (ENEA) volte a verificare il decadimento delle prestazioni di lotti di moduli fotovoltaici al silicio monocristallino, esposti da oltre 25 anni alla radiazione solare. Il tempo trascorso consente di fare considerazioni sul tempo di vita dei moduli fotovoltaici. Questa stima, solitamente, viene effettuata in laboratorio mediante una serie di test che sottopongono i moduli a stress ambientali particolarmente gravosi, tipicamente cicli termici accelerati in ambienti ad elevato grado di umidità, estrapolando, poi, i risultati ottenuti al fine di prevedere il comportamento dei moduli nelle reali condizioni operative. Il degrado in termini di efficienza, riferita a quella misurata all’accettazione dei moduli, è stato dell’8,4% negli ultimi 22
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