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Caratteristiche climatiche del luogo
I valori giornalieri medi mensili dell'irradiazione solare sul piano orizzontale [kWh/m²] sono forniti dall'Enea e risultano i seguenti:
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
2,11 2,94 4,19 5,19 6,22 6,69 6,67 5,89 4,64 3,53 2,36 1,97
Sempre dal sito dell'Enea, si è ottenuto il diagramma dei percorsi solari per i vari periodi dell'anno. Attraverso il suo utilizzo è possibile valutare come l'eventuale presenza di ostacoli possa indurre ombreggiamenti e ridurre l'efficienza dei pannelli. Per pervenire a questo risultato, si riportano sul diagramma azimut e altezza solare dei principali punti degli ostacoli. Tuttavia, si è ipotizzato che non ci fossero ostacoli, dunque ombreggiamenti.
Per tenere conto della radiazione riflessa da superfici adiacenti all'area di interesse si sono stimati i valori mensili di albedo.
L'albedo medio
annuo risulta pari a 0.20.
Dimensionamento impianto fotovoltaico
L'impianto scelto è di tipo Grid-Connected, ovvero connesso alla rete elettrica nazionale.
Si è scelto di installare i pannelli con delle strutture di supporto in modo da direzionarli verso Sud e con un angolo di tilt pari a 30°. L'irradiazione solare a cui sono esposti i moduli è quella massima possibile grazie a questa configurazione ottimale ed è pari a 1765,76 kWh/m² anno.
Moduli fotovoltaici
Per il dimensionamento dell'impianto si è utilizzato il valore di energia annua consumata ricavata dalle bollette Enel dell'abitazione pari a 3118 KWh. Per l'impianto fotovoltaico è stato scelto il modulo in silicio monocristallino CS6-230M della Canadian Solar. Tale modulo fotovoltaico fornisce una potenza massima di 230 W mentre per le altre caratteristiche se ne riporta di seguito la scheda tecnica.
Balance Of System
Il Balance Of System comprende
L'insieme di tutti i sistemi elettrici, accessori all'impianto fotovoltaico, che servono a connettere l'impianto stesso alla rete elettrica. L'efficienza totale del BOS si ricava come complementare delle perdite, valutate come:
Con: a = perdite per riflessione; b = perdite per ombreggiamento; c = perdite per mismatching; d = perdite per effetto della temperatura; e = perdite nei circuiti in continuo; f = perdite negli inverter; g = perdite nei circuiti in alternata.
Il totale delle perdite risulta pari al 25,03% e di conseguenza si ha una efficienza pari al 74,97%.
Viene utilizzato un inverter monofase modello Sirio 4000 della Aros di potenza nominale di 4000W. Dell'inverter viene riportata di seguito la scheda tecnica.
Calcolo area minima
L'energia producibile dall'impianto fotovoltaico (E) è:
Con: E = irradiazione annua sul piano dei moduli; su = rendimento del BOS; BOS = rendimento dei moduli.
Per soddisfare i consumi viene calcolata la superficie.
Il numero dei moduli si ottiene con la seguente formula:
Dall'approssimazione eseguita si ricava la superficie totale reale minima:
Affinché siano soddisfatte le verifiche relative all'inverter e avendo a disposizione un'area maggiore, si è deciso di installare un numero maggiore di moduli pari a 20, per una superficie complessiva di 32,18 m² e con una potenza totale prodotta di 4,60 KW.
Riepilogo caratteristiche impianto
L'energia generata dipende da:
- sito di installazione (latitudine, longitudine, radiazione solare disponibile, albedo, eventuali ombreggiamenti);
- esposizione dei moduli (angolo di azimutale, angolo di tilt);
- caratteristiche dei moduli (potenza nominale, efficienza moduli);
- caratteristiche BOS (Balance Of System, comprendente tutti i sistemi accessoriall'impianto).
Si riassumono di seguito i dati generali relativi alla località ed i dati tecnici relativi all'impianto.
Dati generali: 38.31 Nord
Latitudine: 16.08
EstLongitudine 15 m
Altitudine 21596,70 KWh/m anno
Irradiazione solare annua sul piano orizzontale 1
Coefficiente di ombreggiamento 2
Dati tecnici 232,18 m
Superficie totale moduli 20
Numero totale moduli 1
Numero totale inverter 6
086 KWh
Energia totale annua 4,60 KW
Potenza totale
Efficienza moduli 14,29%
74,97%
Efficienza BOS
Analisi dei costi
Il costo medio dell'impianto è 3000 €/KW. Avendo il nostro impianto una potenza totale di 4,6 KW, il costo complessivo è di 13800 €.
Il Quinto Conto Energia rappresenta la Direttiva riguardante le incentivazioni per la produzione di energia elettrica mediante l'utilizzo di impianti fotovoltaici attualmente in vigore. Il meccanismo di incentivazione comprende una tariffa omnicomprensiva sulla quota di energia immessa in rete e una tariffa premio sulla quota di energia consumata nel sito.
Le tariffe per gli impianti installati nel secondo semestre del 2012 hanno i seguenti valori: tariffa premio intervallo tariffa
sull'energia di potenza onnicomprensiva consumata in sito [€/MWh] [€/MWh] [kW] 1 ≤ P ≤ 3 182 100 3 < P ≤ 20 171 89 Dai valori di irraggiamento giornaliero si è ricavata la produzione elettrica media mensile, come: Con: 2: media dell'irraggiamento mensile al m² : superficie moduli : efficienza moduli : efficienza BOS. mese E [kWh] E [kWh] H [kWh/m²] H [kWh/m²] d m d m GEN 7,27 225,50 2,11 65,41 FEB 10,14 283,80 2,94 82,32 MAR 14,45 447,80 4,19 129,89 APR 17,89 536,78 5,19 155,70 MAG 21,44 664,75 6,22 192,82 GIU 23,06 691,92 6,69 200,70 LUG 22,99 712,84 6,67 206,77 AGO 20,31 629,48 5,89 182,59 SET 16,00 479,89 4,64 139,20 OTT 12,17 377,26 3,53 109,43 NOV 8,14 244,08 2,36 70,80 DIC 6,79 210,54 1,97 61,07 media annuale 15,05 458,72 4,37 133,06 totale per l'anno 5504,64 1596,70 Dal confronto tra la produzione mensile e il consumo medio si è ottenuta la quota di energia direttamente consumata in sito e quella in eccedenza venduta alla rete. Sulla prima è| mese | consumo mensile (kWh) | produzione energia in eccedenza (kWh) | ricavo autoconsumo (€) | ricavo vendita in bolletta (€) | risparmio in bolletta (€) | ricavo totale mensile (€) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GEN | 225,50 | 191,00 | 34,50 | € 29,87 | € 1,87 | € 92,02 |
| FEB | 283,80 | 274,00 | 9,80 | € 30,85 | € 31,48 | € 124,58 |
| MAR | 447,80 | 283,00 | 164,80 | € 24,53 | € 59,55 | € 133,57 |
| APR | 536,78 | 225,00 | 311,78 | € 23,76 | € 85,33 | € 157,05 |
| MAG | 664,75 | 218,00 | 446,75 | € 27,47 | € 84,02 | € 166,93 |
| GIU | 691,92 | 252,00 | 439,92 | € 37,82 | € 55,44 | € 193,18 |
€ 69,88 € € 184,04LUG 712,84 347,00 365,84 76,34€ 32,92 € € € 161,91AGO 629,48 302,00 327,48 62,55 66,44€ 35,86 € 28,82 € € 137,06SET 479,89 329,00 150,89 72,38€ 28,45 € 22,21 € € 108,07OTT 377,26 261,00 116,26 57,42€ 25,07 € 2,69 € € 78,36NOV 244,08 230,00 14,08 50,60€ 22,45 € 0,87 € € 68,64DIC 210,54 206,00 4,54 45,32 € 1.481,67
RICAVI TOTALI ANNUI 23
Per valutare dopo quanto tempo verrà ammortizzato il costo complessivo iniziale dell’impianto siutilizza il VAN (Valore Attuale Netto). Il VAN è calcolato come la differenza tra il capitale ricavatonell’anno e il capitale iniziale investito.
Di seguito sono riportati i valori numerici tabellati e la rappresentazione grafica del VAN.
BUSINESS PLAN
capitaleanni rendimento produzione annua capitale ricavato VANinvestito
1° 100% 1481,67 1481,67 -12318,33
2° 99,00% 1466,85 2948,52 -10851,48
3°
98,00% 1452,04 4400,56 -9399,444° 97,00% 1437,22 5837,78 -7962,225° 96,00% 1422,40 7260,19 -6539,816° 95,00% 1407,59 8667,77 -5132,237° 94,00% 1392,77 10060,54 -3739,468° 93,00% 1377,95 11438,50 -2361,509° 92,00% 1363,14 12801,63 -998,37€ 13.800,0010° 91,00% 1348,32 14149,96 349,9611° 90,00% 1333,50 15483,46 1683,4612° 89,00% 1318,69 16802,15 3002,1513° 88,00% 1303,87 18106,02 4306,0214° 87,00% 1289,05 19395,07 5595,0715° 86,00% 1274,24 20669,31 6869,3116° 85,00% 1259,42 21928,73 8128,7317° 84,00% 1244,60 23173,33 9373,3318° 83,00% 1229,79 24403,12 10603,1219° 82,00% 1214,97 25618,09 11818,0920° 81,00% 1200,15 26818,24 13018,24VAN15000.00[€] 10000.00RICAVATO 5000.000.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ANNICAPITALE -5000.00-10000.00-15000.00Si evince, quindi, che il tempo di ritorno necessario ad ammortizzare la spesa iniziale (VAN>0) èminore di 10 anni. 24Vantaggio del
Malgrado i costi elevati, il fotovoltaico rappresenta, tra le varie fonti rinnovabili, proprio per le sue caratteristiche intrinseche, l'opzione più attraente e promettente nel medio e lungo termine.
Gli impianti fotovoltaici non causano inquinamento ambientale. Dal punto di vista chimico non producono emissioni residui o scorie, permettono, invece, il risparmio di emissioni inquinanti rispetto alle tradizionali tipologie di produzione di energia elettrica.
Sono riportati di seguito i valori di emissioni inquinanti risparmiato grazie all'utilizzo dell'impianto fotovoltaico di cui sopra.
| CO | SO | NO | Polveri | |
|---|---|---|---|---|
| Emissioni evitate in un anno [Kg] | 2812,11 | 3,29 | 2,98 | 0,15 |
| Emissioni evitate in 20 anni [Kg] | 51683,52 | 60,41 | 54,82 | 2,68 |
Inoltre, uno dei maggiori vantaggi del fotovoltaico è quello che non necessita l'utilizzo di combustibile, il che permette un enorme risparmio dello stesso, calcolato in TEP (Tonnellate Equivalenti di Petrolio). Si stima che in...
20 anni, grazie all'adozione dell'impianto, si possano risparmiare 51,5 TEP. 25 Dimensionamento impianto solare termico Il fabbisogno complessivo di acqua calda sanitaria si valuta a partire dal fabbisogno pro capite, moltiplicando quest'ultimo per il numero di utenti che risiedono nell'immobile, secondo la seguente formula: L'accumulo di calore avviene tramite un serbatoio di acqua, il cui scopo è quello di conservare il calore prodotto fino al momento dell'utilizzo. Si è
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