Centrale Fotovoltaica
La centrale fotovoltaica è il più grande e produttivo sistema che genera elettricità a partire dall’energia solare.
Date le sue dimensioni, è capace di soddisfare un fabbisogno energetico molto più elevato di un impianto tradizionale, con tutti i benefici che ne conseguono.
Vista la sua indiscussa rilevanza, è utile capire bene cos’è, come funziona, quali sono i principali vantaggi e svantaggi, e come effettuare una stima sui costi.
Cos’è
Contenuti Articolo
È opportuno iniziare comprendendo cos’è una centrale fotovoltaica.
Detta anche centrale solare o parco solare, si tratta di un impianto fotovoltaico di grandi dimensioni.
Esso sfrutta un fenomeno fisico, ovvero l’effetto fotovoltaico: la capacità di alcuni materiali semiconduttori (opportunamente trattati) di generare energia elettrica in seguito all’esposizione alla radiazione solare.
Trasformata l’energia del sole in elettricità, questa viene poi ceduta alla rete elettrica.
La centrale fotovoltaica si compone di:
- Un insieme di moduli fotovoltaici.
Consistono in più pannelli solari collegati elettricamente tra loro, formando le cosiddette stringhe.
Essi catturano la radiazione solare, che viene trasformata in energia elettrica.
- Inverter.
Le stringhe, connesse in parallelo, sono collegate all’inverter.
Esso trasforma la corrente continua generata dai pannelli in corrente alternata.
- Il trasformatore.
Si tratta del componente più caratterizzante le centrali solari, che le distingue da altri tipi di sistemi fotovoltaici.
È un potente elevatore di tensione, che consente la trasmissione in corrente alternata ad alte ed altissime tensioni (AT e AAT) o, solo per potenze modeste, a media tensione (MT).
È indispensabile in una centrale fotovoltaica in quanto i generatori non raggiungono tensioni così alte.
I parchi solari possono essere installati:
- Ad orientamento fisso
- A inseguimento solare
Quest’ultima modalità consente prestazioni maggiori, ma richiede anche costi più elevati.
Attualmente la centrale più grande d’Europa si trova in Spagna.
Si tratta della centrale solare Núñez de Balboa di Iberdrola.
Essa ha una potenza di 500 MWp ed è localizzata tra le città di Usagre, Hinojosa del Valle e Bienvenida a Badajoz, nella comunità autonoma dell’Estremadura.
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Come funziona
A questo punto è bene entrare più nello specifico e capirne il funzionamento.
- I moduli fotovoltaici, collegati in serie, si compongono di un insieme di celle.
Queste sono costituite da lastre di silicio: materiale semiconduttore.
Quando la loro superficie viene colpita da una particella di luce, ovvero un fotone, l’energia di quest’ultima viene trasferita agli elettroni della cella fotovoltaica.
In tal modo gli elettroni si caricano, fluiscono nel circuito e generano corrente elettrica.
Più numerose sono le celle e maggiore sarà la quantità di energia prodotta in unità di tempo, ovvero la potenza espressa in “watt di picco”.
- L’inverter converte questa corrente continua generata dai moduli in corrente alternata.
Oltre a convertire l’apporto di ogni stringa, si occupa di regolarla e sincronizzarla come richiesto dalla rete.
Gli inverter presenti nelle centrali fotovoltaiche sono di tipo MPPT: Maximum Power Point Tracking.
Ciò vuol dire che inseguono il massimo punto di trasmissione di energia nelle sue variazioni durante il funzionamento della centrale.
- Il trasformatore elevatore di potenza poi innalza la tensione della corrente alternata generata dall’inverter.
Questa raggiunge quindi valori più ottimali per la trasmissione a distanza.
Con riguardo al funzionamento della centrale fotovoltaica, bisogna poi specificare la differenza tra:
- Potenza lorda.
È quella generata nel primo stadio, ovvero dalla conversione dell’energia solare in energia elettrica.
Si tratta quindi della somma della potenza di tutti i moduli presenti. - Potenza netta.
È quella effettivamente in uscita dalla centrale e ceduta alla rete.
Essa equivale alla potenza finale che esce dal trasformatore.
Vantaggi e svantaggi
Come spesso accade in generale, la costruzione di una centrale fotovoltaica può comportare vantaggi e svantaggi.
Tra i principali benefici risulta:
- Minor impatto ambientale.
Sfruttando l’energia del sole non si produce alcun tipo di inquinamento.
La riduzione delle emissioni di CO2 sta diventando una tematica fortemente rilevante e incoraggiata.
Viene infatti stimolato un sistema produttivo sostenibile che, tra l’altro, diviene anche un importante vantaggio competitivo.
- Risparmio.
Le spese per la corrente elettrica vengono abbattute, in quanto questa viene autoprodotta.
Dunque è possibile produrre e usufruire di elettricità a costo zero.
- Scarsa manutenzione.
La manutenzione necessaria è tutt’altro che frequente.
Basti pensare che in genere gli inverter vengono cambiati ogni dieci anni in media.
Si tratta di sistemi scarsamente soggetti ad usura, che quindi implicano costi nel tempo molto ridotti.
L’importante è occuparsi della pulizia dei pannelli, affinché la loro resa venga garantita.
Per il resto è sufficiente un controllo generale una volta all’anno.
- Fonte rinnovabile di energia.
Sfruttare l’energia solare significa affidarsi ad una fonte energetica non soggetta ad esaurimento nel tempo.
Si tratta di essere indipendenti e autonomi energeticamente con una prospettiva temporale molto ampia e sicura.
- Possibilità di sfruttare gli incentivi.
Esistono molte agevolazioni e detrazioni fiscali sia per aziende che per privati, per chi decide di investire nel fotovoltaico.
Dunque le spese possono ridursi, nonché essere recuperate in tempi relativamente brevi.
Chiariti i vantaggi più rilevanti, bisogna anche menzionare i principali svantaggi:
- Costi iniziali.
Nonostante il ritorno sull’investimento, la spesa iniziale potrebbe non essere alla portata di chiunque.
Certo, usufruendo degli incentivi e delle agevolazioni può diventarlo con più probabilità. - Produzione di energia non stabile.
La centrale solare non ha costantemente lo stesso rendimento: basti pensare alle ore notturne o alle giornate di pioggia e nuvole.
Esso è strettamente correlato alle condizioni metereologiche.
Infatti, la resa dipende principalmente dall’irraggiamento solare. - Iter burocratico.
Le procedure e gli adempimenti potrebbero scoraggiare, tuttavia ultimamente la tendenza è quella di snellire l’iter burocratico.
Ciò proprio per incentivare all’adozione di questa soluzione green.
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Costo
A questo punto, per concludere, si può affrontare la tematica relativa al costo.
Stimare un costo esatto è impossibile, in quanto le centrali fotovoltaiche possono avere dimensioni e potenze significativamente differenti.
L’unico dato orientativo potrebbe essere quello del costo del pannello solare al metro quadro.
Si può in tal caso fornire un range di prezzo medio, ma pur sempre variabile.
In genere, un pannello fotovoltaico tradizionale ha costi che oscillano tra i 6.000 e i 10.000 euro al mq.
È sempre consigliato richiedere un preventivo che tenga conto delle esigenze specifiche, così da avere un’idea più chiara e concreta.
Inoltre, una stima della spesa complessiva deve tener conto anche di altri fattori, come il costo per il sopralluogo e l’installazione.
Bisogna poi considerare che usufruendo degli incentivi è possibile ammortizzare l’investimento iniziale, e che questo può essere sempre recuperato nel tempo.