Impianti elettrici civili, industriali e speciali
Come funziona un impianto fotovoltaico? E come riesce a produrre elettricità con la sola energia del sole? Oggi ormai tutti sanno cos'è il fotovoltaico, tutti sanno che è una tecnologia che permette di produrre energia pulita sfruttando la luce del sole. Tutti sanno che si tratta di una fonte rinnovabile che permette di ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera. Molti sanno ormai che, come fonte di energia pulita, sarà il futuro (e forse già presente) di un nuovo modello energetico che scalzerà le fonti fossili in esaurimento. Si sa, insomma, “cosa è” il fotovoltaico, ma non tutti sanno come funziona.
In questa mini guida vediamo come funziona un impianto fotovoltaico e come riesce a produrre energia sfruttando l’energia del sole. Vediamo quali sono le componenti principali e quali sono i fattori che ne possono compromettere il rendimento. Vedremo, poi, come dimensionare il giusto impianto partendo dalla bolletta elettrica, cioè dai propri consumi effettivi e come mitigare al massimo le perdite dovute agli ombreggiamenti ed altre inefficienze.
Non tutti sanno che l’efficienza di conversione di ogni impianto fotovoltaico non è del 100%. Cioè: i pannelli, le celle solari, che vengono colpiti dai raggi del sole, non trasformano tutta l’energia ricevuta in elettricità. Riescono a convertire solo una parte: questa è l’efficienza di conversione. I migliori moduli hanno un’efficienza di conversione intorno al 20-22%. Ciò significa che solo un quinto dell’energia solare che colpisce il pannelli viene effettivamente convertita in elettricità. Alcuni moduli “sperimentali” riescono ad ottenere efficienze di conversione anche oltre il 30%, ma per questi i costi di produzione sono ancora troppo elevati.
Oltre a questo fattore “fisiologico”, molti altri determinano l’effettivo rendimento di ogni impianto. Si tratta sia di “perdite” dovute a fattori ambientali, sia di inefficienze dovute a varie dispersioni elettriche (cavi, apparecchi, trasporti,…).
Per la massima resa dei pannelli fotovoltaici è indispensabile una periodica attività di controllo manutenzione e pulizia. Ciò permette il perfetto funzionamento dell’impianto e di diminuire gli sprechi energetici.
Per evitarne ulteriori è importante abbinare un'analisi dettagliata delle proprie bollette e consumi. Per risparmiare ulteriormente è bene scegliere i giusti fornitori .Nel caso in cui abbiate svolto la voltura dell'impianto le tariffe non cambiano, e di conseguenza neanche i consumi. Nel caso in cui dobbiate effettuare un’operazione di subentro, potete scegliere la tariffa più adatta alle vostre esigenze. Nel caso in cui dobbiate effettuare l’allaccio delle utenze è utile rivolgersi al migliore fornitore. Per avere un risparmio maggiore,è utile attivare un contratto luce scegliendo tra le migliori offerte luce proposte e adatte ai differenti stili di consumo e soluzioni energetiche studiate per il risparmio.
Il monitoraggio e il controllo di un impianto fotovoltaico sono fondamentali per ottenere un funzionamento affidabile e il massimo della resa nel corso del tempo.
Il monitoraggio più semplice di un inverter solare può essere eseguito leggendo i valori sul display: il display (solitamente LCD) fa parte di quasi tutti gli inverter collegati alla rete.
Il controllo da remoto, così come la comunicazione tra gli inverter, può essere realizzato con una connessione wireless (Bluetooth o Wi-Fi), tramite interfaccia RS485 o attraverso la rete (connessione powerline).
Distanze fino a 1200 metri non rappresentano un problema, dopotutto diversi decimi di inverter possono essere collegati in catena e monitorati contemporaneamente.
Per il monitoraggio con distanze più elevate, è possibile utilizzare diversi modi di comunicazione, come Ethernet, Internet, accesso remoto, GSM, eccetera.
Il sistema può inviare avvisi e messaggi di stato al centro di controllo o all’utente. Avvisi e messaggi di sistema possono essere inviati tramite servizio SMS, GSM, fax e altro ancora.
In una realtà come la nostra, dove spesso si è più lontani di 1200 metri da casa per motivi di lavoro, di studio o altro, ciò potrebbe non rilevarsi sufficiente.
In questo caso, i parametri più importanti relativi all’inverter e alla rete sono disponibili sullo schermo LCD.
Valori come potenza del campo fotovoltaico, potenza della rete CA e corrente del campo fotovoltaico sono i principali parametri che si possono leggere su uno schermo LCD.
Grazie alla domotica è possibile ottenere un importante risparmio energetico, tramite una gestione intelligente dell’energia,mentre il solare permette di ottenere importanti quantità di energia a basso costo in alcune fasce orarie e in alcuni giorni dell’anno.
Generare elettricità attraverso le fonti rinnovabili, il sole, è molto più economico rispetto ai tradizionali sistemi perchè si utilizza una fonte rinnovabile, non esauribile e liberamente disponibile in natura.
Aggiungendo quindi l’automazione e quindi la domotica, alle potenzialità del fotovoltaico, possiamo ottenere sistemi energetici molto efficienti, in grado di sfruttare al massimo il picco produttivo dell’energia solare per rispondere al fabbisogno di famiglie e imprese.
Sfruttare al massimo questo potenziale, quando presente, attivando i consumi quando viene prodotta sufficiente energia permette ottenere un cospicuo risparmio sulle bollette elettriche, massimizzando l’utilizzo dell’energia autoprodotta.
Per realizzare ciò vi sono strategie molto efficaci:
Il metodo migliore, ed economico, è quello di cercare di adattare il più possibile, le abitudini di consumo alla “curva di produzione” del fotovoltaico. L’obiettivo è, quello di sfruttare sul momento l’attività dell’impianto fotovoltaico. Ad esempio accendere la lavatrice quando fuori c’è il sole.
L’altro metodo è quello di utilizzare batterie di accumulo elettrochimico che permettano di stoccare temporaneamente l’energia prodotta di giorno per renderla disponibile nei momenti in cui l’impianto non produce. In questa modalità il sistema diventa “flessibile” restituendo energia in qualsiasi ora della giornata.
Per quanto riguarda l’automazione intelligente: utilizzare la domotica per “sincronizzare” i consumi energetici con la produzione fotovoltaica, per massimizzare il risparmio energetico e per gestire in maniera intelligente i sistemi di accumulo elettrico e/o i sistemi di accumulo termico.
La domotica può essere definita come il “cervello pulsante” di un sistema automatizzato. L’esempio più semplice, e quello relativo alla gestione automatizzata di luci, tapparelle, riscaldamento o condizionamento di una casa.
La domotica è un sistema tecnologico in grado di governare in simbiosi i diversi processi presenti all’interno di un edificio, al fine di procurare comfort, risparmio energetico, sicurezza o maggiore efficienza produttiva.
Ogni sistema domotico totalmente automatizzato utilizza sensori ed attuatori. I primi innescano azioni al manifestarsi di alcune condizioni “rilevate”. I secondi, gli attuatori, svolgono l’azione programmata.
La domotica permette anche il controllo integrato ed automatizzato del riscaldamento o degli elettrodomestici. Controllo automatico o manuale, in locale o da remoto, sfruttando la velocità della connessione con una buona copertura internet.
La tecnologia “intelligente” ed automatizzata permette di eliminare gli sprechi energetici e di risparmiare, con un minimo di applicazioni, più del 30% sulle bollette elettriche o del riscaldamento.
La domotica applicata al fotovoltaico è il “cuore pulsante” dell’impianto fotovoltaico: questo “cervello” interviene tra inverter, pannelli fotovoltaici, batterie e utenze elettriche. E’ un sistema che permette di governare in maniera automatizzata e “smart” i flussi di energia auto-generata col proprio impianto. L’obiettivo è quello di favorire, l’autoconsumo assecondando il picco di produzione diurno del fotovoltaico. Portare la “propria” energia prima di tutto verso la propria utenza, poi verso un sistema di accumulo e solo in ultima istanza verso la rete.
La domotica, quindi, applicata al fotovoltaico permette di dare un “cervello” all’impianto. E’ in grado, ad esempio, di attivare in automatico elettrodomestici pre-programmati quando c’è sufficiente produzione dall’impianto.