Pannelli fotovoltaici: guida al risparmio sulla bolletta elettrica

Pannelli fotovoltaici: pensi che siano un’ottima soluzione per risparmiare sulla tua bolletta elettrica mensile però non sei abbastanza informato sull’argomento? Ho creato per te questa guida sui pannelli solari fotovoltaici per chiarire alcuni tuoi dubbi sul risparmio energetico.

Se i tuoi obiettivi sono il risparmio energetico e la produzione di un’energia rinnovabile a basso impatto ambientale allora sono necessari alcuni adeguati comportamenti all’utilizzo dei pannelli solari fotovoltaici.

Con questa guida capirai quali sono tutti quegli accorgimenti a cui dovrai far attenzione per capire quali sono i pannelli fotovoltaici più adatti alle tue esigenze, quanto costano, che tipo di risparmio potrai ottenere dal loro utilizzo, quali pannelli fotovoltaici sono presenti nel mercato e le loro dimensioni standard, quanto e come pulire i pannelli solari fotovoltaici per un ottimo funzionamento, da cosa sono composti come funzionano e capire se ti conviene o no comprarli.

Cosa sono i pannelli fotovoltaici?

I pannelli fotovoltaici sono dispositivi elettronici che vengono utilizzati per trasformare l’energia solare in energia elettrica pronta per essere utilizzata anche per uso domestico.

Per l’effetto fisico chiamato “effetto fotovoltaico” i pannelli fotovoltaici appena sono colpiti incidentalmente dalla luce solare, sono composti da una superficie in moduli o celle fotovoltaiche che sfruttano i raggi solari per convertire questa energia termica in energia elettrica a bassa tensione. I pannelli fotovoltaici permettono quindi di produrre un tipo di energia rinnovabile che si rigenera in tempi brevi e subito utilizzabile per qualsiasi uso domestico, risparmiando sulla tua bolletta elettrica. Per poter utilizzare i pannelli fotovoltaici con l’obiettivo di risparmio energetico, è necessario avere un’educazione al consumo energetico. Partiamo innanzi tutto dal prezzo dei pannelli fotovoltaici.

Quanto costano i pannelli fotovoltaici?

Bene ma quanto costano i pannelli fotovoltaici e qual’è il prezzo per installarli?

Non è facile dare una risposta semplice a questa domanda vista la vastità di pannelli fotovoltaici presenti sul mercato e le diverse modalità d’uso, cerchiamo di fare chiarezza su l’argomento. Prima di parlare di prezzi dei pannelli fotovoltaici c’è da capire il tipo di utilizzo ne dobbiamo fare per riuscire a capire quale potenza deve avere il nostro pannello fotovoltaico.

La potenza di un pannello fotovoltaico, visto che si parla di energia elettrica, è calcolata in Watt (W) o Chilowatt (kWh). Per capire di quanti kWh dovrà essere il nostro pannello solare, teniamo in considerazione che in genere un potenza di 3 kWh ovvero 3mila W sono sufficienti a coprire il fabbisogno medio di energia elettrica per una famiglia di 4 persone. La potenza non è purtroppo l’unico parametro per capire quale pannello fotovoltaico fa al caso nostro.

Un secondo parametro da tenere in considerazione è la località d’installazione e l’inclinazione/orientamento del pannello solare. Infatti per ogni località geografica esiste un valore statico misurato che tiene conto della latitudine e delle condizioni metereologiche medie della località dove si intende installare il pannello fotovoltaico.

Altri parametri che è bene non sottovalutare sono la tipologia di impianti che si desidera installare (produrre energia elettrica o produrre acqua calda?), il tipo di modulare dell’impianto solare fotovoltaico (fotovoltaici, sotto vuoti, collettori termici), la marca dei pannelli fotovoltaici e la dimensione dell’impianto.

Solitamente per tenere in questione tutti questi tipi di parametri è consigliabile rivolgersi a degli installatori presenti nella propria zona e chiedere dei preventivi personalizzati alle proprie esigenze solo dopo aver effettuato un sopralluogo.

A titolo puramente indicativo, cito quanto è riportato nel sito della GSE(Gestione Servizi Energetici) nella sezione FAQ, secondo cui il costo medio di un impianto con pannelli fotovoltaici è compreso tra i 5.000 e i 7.000 euro/kWh a seconda che l’impianto sia di piccole o grosse dimensioni. Inoltre, come riporta ancora la GSE, il costo di manutenzione è solitamente abbastanza contenuto e si aggira sull’1.5% del costo totale dell’impianto fotovoltaico.

Quanto vale la pena questa grande spesa iniziale? Vediamo ora i diversi tipi di risparmio che si possono ottenere con l’installazione di pannelli fotovoltaici.

Quanto risparmio con i pannelli fotovoltaici?

Per aspettarsi un risparmio nelle nostre bollette mensili, bisogna capire come riuscire a consumare e cambiare il proprio stile di vita nel momento in cui si acquista un impianto fotovoltaico.

Per far sì che nella propria casa venga sfruttata solo l’energia autoprodotta e non si utilizzi l’energia elettrica del proprio gestore tranne che nei momenti in cui il proprio impianto non ne produce, è necessario, in qualche modo, ridurre i consumi. Ciò non significa limitare il proprio benessere o i propri confort, ma solo adottare delle strategie per ridurre gli sprechi energetici.

L’energia prodotta dai pannelli solari fotovoltaici è completamente gratuita, non si ha così la necessità di consumare quella che fornisce il vostro gestore elettrico e di risparmiare così sulla bolletta mensile. Ma anche qui dipende dalle modalità d’uso energetico e quindi dallo stile di vita della famiglia in questione.

Il contratto con il vostro gestore elettrico permette di consumare un tipo di energia autoprodotta come può essere quella dei pannelli fotovoltaici e inoltre di vendere quella generata dagli stessi pannelli solari e non autoconsumata, ottenendone un ricavo annuo.

Esistono due tipologie di tariffe, per ognuna di queste ci sono delle quote di risparmio e guadagno che variano in base al momento in cui si effettuano i consumi energetici:

• tariffa premio autoconsumo;
• tariffa omnicomprensiva.

Per quanto riguarda la tariffa premio autoconsumo si basa su un contributo in base alla quantità di energia elettrica generata e autoconsumata durante la produzione stessa ed è dipendente dalla frazione di energia consumata di giorno rispetto a quella consumata di notte. Quindi nel caso di questo tipo di tariffa il guadagno si ha se la famiglia in questione consuma più energia durante le ore diurne. Per quanto invece concerne la tariffa omnicomprensiva è un contributo per tutta l’energia pro-dotta da l’impianto fotovoltaico. Il guadagno, in questo caso, varia in rapporto al consumo dell’abitazione nelle ore diurne e notturne. Quindi con questa ultima tipologia di tariffa il ricavo è maggio-re se i consumi vengono concentrati nelle ore notturne.

Per questo motivo è necessario considerare, prima di installare dei pannelli fotovoltaici, i propri consumi e le proprie esigenze energetiche.

Diversi tipi di pannelli solari fotovoltaici

Dopo aver capito che i pannelli fotovoltaici sono adatti al tuo stile di vita però ancora non sei deciso su quale tipologia di pannelli fotovoltaici orientarti e quali sono i migliori in circolazione. Sebbene il processo di conversione dell’energia solare in energia elettrica sia più o meno lo stesso in tutti i differenti tipi di pannelli fotovoltaici. Si possono differenziare lo stesso a seconda della struttura del cristallo presente al loro interno delle loro “celle” in genere formate da silicio, quindi si possono differenziare in:

• pannelli fotovoltaici in silicio mono cristallino;
• pannelli fotovoltaici in silicio multicristallino;
• pannelli fotovoltaici in silicio amorfo.

Le prime due tipologie di pannelli fotovoltaici mono e multi si assomigliano molto per costo energetico per natura e per la qualità di produzione di energia nell’arco della loro vita, ma differiscono per importanti caratteristiche. Il rendimento globale del pannello monocristallino è superiore del 13-17% rispetto al multi cristallino ma sebbene il suo rendimento in situazioni standard è alto, purtroppo nelle giornate nuvolose e durante la notte hanno un basso rendimento.

I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo invece sono i più economici presenti sul mercato, ma hanno un rendimento minore rispetto alle altre due tipologie di pannelli fotovoltaici. Per questo svantaggio che hanno sulla concorrenza bisognerebbe avere un maggior numero di moduli sul tetto in modo da riportare la quantità di energia richiesta a seconda del livello desiderato.

Quali sono le dimensioni dei pannelli fotovoltaici?

Un altro parametro importante da prendere in considerazione nella scelta dei pannelli fotovoltaici è la loro grandezza. Quant’è la grandezza consigliata per avere un sufficiente fabbisogno energetico?

Ovviamente anche a questa domanda non c’è una sola risposta giusta, e come abbiamo visto prima anche per questo caso specifico bisogna tenere in considerazione più parametri: dalla marca del pannello solare fotovoltaico, dalle tipologie viste prima dai modelli e dallo loro potenza. In linea di massima, per avere un’idea generale, i pannelli fotovoltaici hanno mediamente queste dimensioni.

• Pannelli multicristallini e monocristallini, con potenze di picco tra 2300 e 2450 kWh:
  • altezza 160/170 cm
  • larghezza 90/100 cm
  • spessore 4/5 cm

• Pannelli monocristallini compatti, con potenze di picco tra 1900 e 2000 kWh:
  • altezza 130/140 cm
  • larghezza 90/100 cm
  • spessore 4/5 cm

• Pannelli a film sottile,con potenze tra 770,5 e 870,5 kWh:
  • altezza di 120 cm
  • larghezza di 60 cm
  • spessore di 0,6 – 0,7 cm

Pulizia dei pannelli fotovoltaici

Una mancata pulizia dei pannelli fotovoltaici, può causare una perdita di efficienza del 15-30% e può accorciare la sua durata di vita. I pannelli solari moderni sono progettati per durare oltre 30 anni ma solo con adeguate opere di manutenzioni stagionali. Infatti secondo alcune ricerche e test condotti dall’Enea, è stato verificato che i pannelli fotovoltaici durano in media circa 22 anni. Il tasso di degradazione annuo dei moduli, in termini di efficienza, è di circa 0,4%.

Ma quanto spesso bisogna pulire i pannelli fotovoltaici?

La frequenza varia a seconda delle circostanze ambientali. Se ci troviamo in una zona marina i vetri dei pannelli sono spesso attaccati da sabbia, sale marino e resina, quindi è consigliato un periodo di manutenzione più frequente. Operazioni di manutenzione più frequenti valgono anche per le zone industriali o con alto tasso di smog. Anche gli effetti climatici agiscono sulla frequenza di pulizia pioggia, neve grandine sono tutti fattori ambientali che bisognerebbe tenere in considerazione per una loro corretta manutenzione. In generale possiamo considerare stagionale il periodo minimo per la loro pulizia e manutenzione.

Da cosa sono composti i pannelli fotovoltaici?

Possiamo distinguere 3 parti principali nei pannelli fotovoltaici:

• le celle fotovoltaiche;
• i moduli fotovoltaici;
• la stringa fotovoltaica.

La parte più piccola dei pannelli fotovoltaici sono le celle fotovoltaiche, queste sono l’elemento base di tutti i pannelli fotovoltaici. Le celle fotovoltaiche sono costituite da piccole celle solari, realizzate in silicio amorfo, mono o policristallino, che riescono a catturare i raggi solari grazie alla loro superficie argentata. Vedendole da l’esterno si presentano in genere di colore nero o blu con dimensioni variabili da 4 a 6 pollici.

Le celle fotovoltaiche a loro volta quando vengono assemblate insieme formano una struttura comune detta modulo fotovoltaico o anche pannello fotovoltaico che uniti con altri pannelli fotovoltaici danno origine a quelle che vengono definite stringhe fotovoltaiche. L’insieme di più stringhe infine costituisce un generatore di corrente. I pannelli fotovoltaici fungono quindi da generatori di corrente negli impianti fotovoltaici.

Come funzionano i pannelli fotovoltaici?

Per comprendere bene il funzionamento dei pannelli fotovoltaici è necessario conoscere un minimo di meccanica quantistica. Siccome questo non è un articolo specializzato, cerco di dare una spiegazione semplice al loro funzionamento.

Le celle fotovoltaiche, di cui sono composti i pannelli fotovoltaici, hanno la capacità di trasformare i fotoni (atomi delle radiazioni solari) in Volt (unità di misura del potenziale elettrico). Questo processo di trasformazione in grado di generare corrente elettrica continua a bassa tensione come ho detto prima si chiama “effetto fotovoltaico”.

Nelle celle fotovoltaiche dei pannelli fotovoltaici quando un fotone con un determinato livello di energia viene assorbito dentro un materiale semiconduttore di cui è composta la cella del pannello fotovoltaico, si crea una coppia di cariche di segno opposto:

• elettrone negativo;
• lacuna positiva.

Queste cariche di segno opposto possono condurre elettricità dal pannello fotovoltaico. Però, per produrre una corrente elettrica, serve una differenza di potenziale.

E questa differenza di carica elettrica viene generata grazie alla presenza di piccole impurità nel materiale di cui sono composte le celle fotovoltaiche. Queste modificano le proprietà creando due strati: uno, a carica negativa, viene chiamato strato “n”, e uno di carica positiva “p”. La zona contatto tra questi due tipi di strati si chiama “giunzione p-n”. Come possiamo vedere riassunto l’”effetto fotovoltaico” nell’immagine sottostante.

In questa zona di separazione si ha la formazione di un forte campo elettrico. Le cariche positive e negative generate dal bombardamento dei fotoni costituenti la luce solare vengono separate dal campo elettrico. Queste cariche producono una circolazione di corrette quando il dispositivo viene connesso ad un carico. Ma non tutti i fotoni della luce solare sono uguali. Quelli utili per la produzione di energia elettrica tramite le celle fotovoltaiche sono quelli che possiedono una determinata quantità di energia (HV). Valore che dipende dal tipo di cella fotovoltaica utilizzata.

Allora conviene acquistare pannelli fotovoltaici per ottenere un risparmio energetico?

Vi starete chiedendo dopo tutta questa guida se allora conviene o no acquistare un pannello fotovoltaico. La risposta a questa domanda la sapete solamente voi. Dipende dai vostri stili di vita e dalla quantità di tempo che avete da dedicargli. Abbiamo imparato che un uso corretto dei pannelli fotovoltaici e una costante manutenzione possono portare a dei vantaggi concreti nel tuo risparmio energetico!