Pannelli Solari e Celle Fotovoltaiche - Prof. Ing. Gioacchino Nardin con la collaborazione degli studenti Kevin Montagner e Devis Spangaro ...
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Pannelli Solari e
Celle Fotovoltaiche
Prof. Ing. Gioacchino Nardin
con la collaborazione degli studenti
Kevin Montagner e Devis Spangaro
Indice
Storia del
Fotovoltaico e effetto pannello
fotovoltaico
solare
Considerazioni Celle
Pannelli
finali Fotovoltaiche
Solari
Efficientamento
fotovoltaico Solare
termico
Normative Tecnologia Efficientamento
Storia del fotovoltaico e Innovativa pannelli solari
fotovoltaico incentivi
Energia Rinnovabile
«Una qualsiasi fonte energetica che si
rigenera almeno alla stessa velocità con cui si
utilizza»
Energia Eolica
Energia da Energia
Biomasse Energia solare Idroelettrica
Energie
Geotermica
Direttiva 20-20-20
Il pacchetto è una serie di norme vincolanti volte a garantire che l’UE raggiunga i
suoi obiettivi in materia entro il 2020.
3 obiettivi principali:
• Taglio del 20% delle emissioni di gas a effetto serra
(rispetto ai livelli del 1990)
• 20% del fabbisogno energetico ricavato da fonti
rinnovabili
• Miglioramento del 20% dell’efficienza energetica.
VANTAGGI
ENERGIA SOLARE
• Sostenibilità Ambientale
• Le risorse del sole sono (quasi)
infinite
• Costi bassi
• L’energia solare è versatile
• Facilità di riciclo e riutilizzo delle
componenti dei pannelli
fotovoltaici
• Energia solare è disponibile
ovunque
SVANTAGGI ENERGIA SOLARE • Costi elevati di installazione • Rendimenti troppo bassi • Aree di installazione molto estese • Batterie di accumulo non sufficienti
Celle Fotovoltaiche
La Tecnologia Fotovoltaica
La tecnologia fotovoltaico converte l’energia irradiata dal sole direttamente in energia
elettrica.
Due tipologie:
• Connessi alla rete
• In Isola
Celle Fotovoltaiche
Le Celle Fotovoltaiche sono costituite da un semiconduttore di tipo P in contatto con un
semiconduttore di tipo N.
Generatore fotovoltaico con Modulo fotovoltaico
passaggio di corrente da P a N.
Moduli Fotovoltaici
Silicio L’efficienza di un
Silicio amorfo
Monocristallino modulo dipende
microcristallino
dalla tecnologia
utilizzata
Moduli
Fotovoltaici
Silicio Cadmio
Policristallino TellurioNormative Fotovoltaiche CT82 “Sistemi di conversione fotovoltaica dell’energia solare”, ha lo scopo di preparare norme riguardanti la costruzione, le prescrizioni, le prove e la sicurezza di sistemi e componenti per la conversione fotovoltaica dell’energia solare, dalle celle solari fino all’interfaccia col sistema elettrico cui viene fornita l’energia. Il suo principale obiettivo è quello di favorire l’introduzione dei sistemi fotovoltaici nel mercato mediante l’armonizzazione normativa.
Incentivi fotovoltaici
Il 2018 è l’anno in cui viene sancito definitivamente l’ultimo
gradino previsto in materia di risparmio energetico e sostenibilità,
per l’edilizia: entra definitivamente in vigore l’obbligo di
copertura da fonti rinnovabili per almeno li 50% del fabbisogno
calcolato in fase di progettazione.
L’agevolazione principale prevista per l’acquisto e l’installazione
di un impianto fotovoltaico è rappresentato quindi dalla detrazione
fiscale al 50%.Storia del Fotovoltaico
50% dell’energia deriva da
La svolta degli fonti rinnovabili e si piazza
impianti sul podio mondiale
Fotovoltaici 1990-2000 2014
1830-1880
1950-1980
crescita del fotovoltaico
è sorprendente e la sua
Primi esperimenti,
diffusione esponenziale
Effetto fotovoltaicoQuanta CO2 si riduce grazie ad un impianto
fotovoltaico?
Installare un impianto fotovoltaico significa fare del bene all’ambiente
Installando moduli fotovoltaici sul proprio tetto, infatti significa produrre energia elettrica
che sarebbe stata prodotta altrimenti da fonti fossili altamente inquinanti di cui il nostro
mondo sta purtroppo diventando schiavo.
“fattore di emissione del mix elettrico” rappresenta il valore medio di emissioni di CO2
dovuto alla produzione dell'energia elettrica utilizzata in Italia.
0,531Kg di CO2/kWh.
Per produrre un chilowattora elettrico vengono bruciati mediamente l'equivalente di 2,56
kWh sotto forma di combustibili fossili e di conseguenza emessi nell'aria circa 0,53 kg di
anidride carbonica.
Si può dire quindi che ogni kWh prodotto dal sistema fotovoltaico evita l'emissione di
0,53 kg di anidride carbonica.Dimensionamento impianto fotovoltaico
Dimensionare un impianto fotovoltaico significa in primo luogo individuare la potenza
complessiva dei moduli necessaria per soddisfare determinati scopi elettrici.
Una stima della producibilità di un impianto fotovoltaico può essere realizzata soltanto a
partire da dati concreti sulla risorsa solare disponibile nella località prescelta per
l’installazione.
Due atlanti Solari: I dati reperibili sugli
• Atlante italiano della radiazione solare atlanti sono solamente un
• Il Photovoltaic Geographical punto di partenza per una
Information System (PVGIS) stima dell’effettiva
producibilità
dell’impiantoOrientamento e inclinazione dei pannelli
fotovoltaici
Le banche dati forniscono il valore della Radiazione Solare, la quale è riferita alla superficie
orizzontale di un metro quadrato
Pannelli fotovoltaici vengono inclinati per aumentare la radiazione diretta su di essi (ad
esempio negli impianti a terra), oppure è inclinata la superficie sulla quale sono montati
(falda del tetto).
Per inclinazione dei pannelli si intende l’angolo che il modulo forma con l’orizzontale
L'orientamento ideale per i pannelli fotovoltaici è senza dubbio il Sud
l'inclinazione ideale rispetto alla superficie orizzontale è quella che consente di
massimizzare la produzione elettrica su base annua.
In Italia l’inclinazione ottimale del pannello è approssimativamente di 30°.Stimare la producibilità di un impianto
fotovoltaico
Stimare la quantità di energia fornita dall'impianto, espressa in kWh elettrici per
ogni kWp di potenza installata.
• Rendimenti moduli fotovoltaici bassi (12,5%)
• Bisogna considerare anche L'efficienza di conversione (BOS) che tiene conto
delle perdite imputabili ai diversi dispositivi elettronici della rete (85%)
In Italia è possibile stimare le seguenti producibilità annue massime:
regioni settentrionali: 1.000– 1.100 kWh/anno; regioni centrali: 1.200–1.300
kWh/anno; regioni meridionali: 1.400–1.500 kWh/annoCalcolo dei numeri di pannelli
fotovoltaici necessari
A una data producibilità dell'impianto corrisponde una sua potenza nominale, espressa in kW
anziché in kWh. Se, ad esempio, risulta che avete bisogno di un impianto da 3,5 kW per avere
una producibilità annua pari ai vostri consumi, allora potete stimare il numero di pannelli
necessari dividendo 3,5 kW (= 3.500 W) per la potenza del singolo pannello. Se quest'ultima, ad
es., è di 200 W, allora avrete bisogno di 3.500 / 200 = 17-18 pannelli.Collettori Solari
Solare Termico
Il solare termico è una tecnologia che permette la conversione
diretta dell'energia solare in energia termica, sfruttando i
principi della termodinamica.
Gli usi tipici di questa tecnologia sono:
• La produzione di acqua calda sanitaria;
• il condizionamento degli ambienti ;
• l’integrazione in alcuni processi industriali.Sistema Solare Termico
• Collettore che riceve l’energia dal sole;
• Scambiatore dove circola il fluido termo-vettore;
• Serbatoio in cui viene immagazzinata l’energia
accumulata;
• Sistemi di circolazione(tubazioni).Classificazione Impianti: Circolazione Fluido -
vettore
• Impianti a circolazione
naturale
• Impianti a circolazione
forzataCollettore Solare
Il collettore solare ha il compito di trasformare la radiazione solare in calore e si
distingue così da un pannello fotovoltaico, che trasforma parte dell’energia solare in
corrente elettrica.
Collettori scoperti in materiale
plastico;
Collettori piani vetrati;
Collettori sottovuoto.Solare Termodinamico (1)
Il solare termodinamico permette di sfruttare il calore
immagazzinato in un fluido termo-vettore per attivare un ciclo
termodinamico e produrre così energia elettricaSolare Termodinamico (2)
Elementi principali
il concentratore, dove incide la radiazione solare,
il ricevitore dove scorre il fluido termo-vettore,
il sistema di trasporto e accumulo,
il ciclo termodinamico.
Principali tecnologie
• Parabolic trough,
• Specchi di Fresnel,
• Solar dish,
• Solar tower.Quadro Normativo
• Detrazione fiscale del 55%
• Obbligo del solare termico negli edifici
Nuovo decreto rinnovabiliStoria dei Pannelli Solari
Fu brevettato il primo sistema Crescita esponenziale di Gli Stati Uniti decidono di
commerciale per la produzione di acqua apparecchiature solari negli puntare sempre più sull’energia
calda a partire dal solare termico. Stati Uniti solare
1885 1981 1935 1947 1950 1997
Il francese Charles Tellier utilizzò
Fu realizzato il primo edificio Si diffondono i primi
dei pannelli solari piatti per la
in cui il riscaldamento era boiler Solari
produzione di vapore.
affidato a una serie
di collettori solari.
Ultimo decennio
sviluppo esponenzialeSferasol: Un innovative Pannello
Solare Termico
• Pannello solare termico molto innovativo e tutto italiano
• Forma sferica
• Prodotto commercializzato dalla ditta italiana Sun Power,
specializzata nell’installazione di impianti fotovoltaici e in diretto
contatto con il GSE (Gestore Servizi Elettrici).Cogenerazione Fotovoltaica
Sistemi a Concentrazione
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