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L'energia solare, ovvero l'energia del sole, sfrutta il calore o l'elettricità derivante dalla radiazione solare.
I moduli fotovoltaici (anche detti moduli FV o pannelli solari) trasformano la radiazione solare in corrente elettrica, denominata appunto fotovoltaica. Il fenomeno fisico in questione è definito effetto fotovoltaico.
I collettori solari termici assorbono la radiazione solare e trasferiscono il calore a un circuito idrico. Il calore del sole può essere impiegato per la produzione di acqua calda e il riscaldamento, ma anche per il calore di processo e il raffreddamento.
Anche in Svizzera l'energia solare è disponibile in abbondanza. La radiazione annua sul territorio nazionale è circa 200 volte maggiore rispetto ai consumi registrati nello stesso periodo. L'energia solare è in grado di sostituire i combustibili fossili e, di conseguenza, di ridurre notevolmente il carico inquinante, ad es. le emissioni di CO2. Non sussistono inoltre rischi sotto il profilo della sicurezza, né rapporti internazionali di dipendenza. Lo sfruttamento di questa fonte energetica spiana la strada verso un approvvigionamento energetico pulito, sicuro e indipendente della Svizzera.
Sfruttando le superfici dei tetti e delle facciate in Svizzera si potrebbero produrre grazie al fotovoltaico circa 67 terawattora, ossia il 110% dell'attuale fabbisogno annuale di elettricità (fonte: www.tettosolare.ch). Se una parte di queste superfici venisse utilizzata per la produzione di calore, allora si potrebbe produrre circa un decimo dell'attuale fabbisogno di calore. Maggiori informazioni nello studio realizzato da Meteotest "Solarpotenzial Schweiz" (2017). Non è ancora incluso il potenziale esistente su infrastrutture pubbliche (p.es. posteggi, dighe, sbarramenti fonici) e su superfici libere già sfruttate (stazioni sciistiche, riserve di zona edificabile, ecc.) sulle quali si potrebbe produrre almeno un ulteriore 25% dell'attuale fabbisogno di elettricità.
Elettricità e calore dal sole dal sole rappresentano, accanto alla forza idrica, uno dei pilastri portanti del futuro approvvigionamento energetico della Svizzera.
La produzione di un kilowattora di elettricità solare comporta in Svizzera l'emissione di gas serra pari a 42.5 g di CO2 equivalente (Fonte: Bilancio ecologico della corrente da impianti fotovoltaici (D), Update 2020, treeze Ltd.). La fabbricazione e lo smaltimento dell'intero impianto FV sono compresi in questo calcolo. Nel caso di una centrale a gas queste emissioni sono pari a 598 g, mentre una centrale a lignite arriva addirittura a 1220 g. Nel complesso, il mix elettrico europeo causa emissioni pari a 275 g di CO2 equivalente per kilowattora (Fonte: Greenhouse gas emission intensity of electricity generation, European Environment Agency), il mix di consumo svizzero 181.5 g CO2-eq/kWh (Fonte: Bilancio ambientale mix elettrico Svizzera (D), Versione 3, 2016, treeze Ltd.). L'elettricità solare produce quindi da 4 a 6 volte meno emissioni di gas a effetto serra e fornisce pertanto un contributo importante alla protezione del clima. Gli impianti fotovoltaici esistenti in Svizzera nel 2020 consentono di risparmiare annualmente quasi 600’000 tonnellate equivalenti di CO2.
Rispetto alla produzione di acqua calda mediante il petrolio, un tipico impianto solare termico previene l'emissione di circa 0,6 tonnellate di CO2 l'anno. Gli impianti solari termici esistenti in Svizzera nel 2018 consentono annualmente un risparmio pari a circa 200'000 tonnellate di CO2.
Non sarebbe più efficiente produrre energia fotovoltaica e calore solare nei paesi caratterizzati da una maggiore radiazione solare e successivamente trasportarli in Svizzera?
In Svizzera la radiazione solare media è pari a circa 1100 kilowattora (kWh) per metro quadrato l'anno. Le zone ad altitudini elevate raggiungono addirittura valori superiori ai 1400 kWh, corrispondenti alla radiazione che si registra nel bacino del Mediterraneo. Una famiglia media di 3 o 4 persone consuma circa 3600 kWh di corrente l'anno, per la quale sono sufficienti moduli solari con una superficie di 20 metri quadrati. La radiazione solare presente in Svizzera è quindi sufficiente per gestire gli impianti solari in maniera efficiente.
Mancano invece linee adatte a trasportare l'elettricità solare per migliaia di kilometri (e il trasferimento comporterebbe inoltre notevoli perdite). Trasportare il calore solare lungo grandi distanze è tecnicamente impossibile: quando arriverebbe da noi l'acqua sarebbe ormai fredda. Il futuro dell'approvvigionamento energetico sarà pertanto all'insegna della decentralizzazione: l'energia solare sarà quindi prodotta nel luogo del suo consumo.
Per il futuro approvvigionamento energetico invernale occorre in primo luogo ridurre i consumi per il riscaldamento grazie a un migliore isolamento termico. Il fabbisogno di calore potrà così essere coperto tramite pompe di calore, solare termico ed energia del legno. Per quanto riguarda l'elettricità, in inverno saranno l'energia idroelettrica ed eolica e le centrali a biomassa a integrare il fotovoltaico. Swissolar confida in un'espansione del fotovoltaico in Svizzera fino a raggiungere una potenza di 50 gigawatt entro il 2050 (25 volte in più di oggi), con una produzione annua di 45 terawattora. L'energia solare può quindi dare un notevole contributo anche all'approvvigionamento energetico invernale. I relativi picchi di produzione solare, attualmente inutilizzabili in estate, possono essere regolati con il cosiddetto Peak-Shaving. In futuro in questo ambito potranno intervenire nuove tecnologie come il Power to Gas (conversione del surplus di energia elettrica in gas).
L'energia di banda, ovvero la produzione costante di elettricità mediante centrali nucleari, verrà meno. Il futuro approvvigionamento elettrico si baserà su una combinazione intelligente delle diverse fonti energetiche rinnovabili.
Cosa ne sarebbe della sicurezza dell’approvvigionamento se la Svizzera dipendesse sempre più dall'energia solare?
L'energia solare riduce la dipendenza dalle importazioni di petrolio, gas e uranio da regioni del mondo non sicure. La Svizzera potrebbe in questo modo risparmiare ogni anno 10 miliardi di franchi per l'acquisto di questi vettori energetici. Il passaggio alle energie rinnovabili significherebbe pertanto una maggiore sicurezza dell’approvvigionamento e un aumento del valore aggiunto nel nostro paese. La combinazione delle diverse fonti energetiche rinnovabili assicura un approvvigionamento energetico sempre sicuro: quando non splende il sole si può ricorrere all'energia idroelettrica, eolica o alla biomassa. In Svizzera un'elevata percentuale di corrente prodotta dai bacini di accumulazione consentirebbe di compensare la variabilità della produzione fotovoltaica. Il nostro Paese è pertanto predestinato a una rapida uscita dall'atomo, ma anche ad una completa decarbonizzazione (rinuncia a olio e gas) del nostro approvvigionamento energetico entro il 2050: la quantità di energie rinnovabili a disposizione sono sufficienti per poter coprire anche un massiccioo aumento della mobilità elettrica e del riscaldamento di buona parte degli edifici esistenti tramite pompe di calore.
I prezzi delle energie convenzionali non comprendono, del tutto o in parte, i seguenti costi: inquinamento atmosferico, mutamenti climatici, smaltimento dei rifiuti nucleari, rischi di incidenti e conflitti bellici. Si tratta di costi esterni, che non sono sostenuti da chi li causa ma dalla collettività. Per questo motivo il confronto diretto dei prezzi con le energie rinnovabili è ingannevole. Ma anche in queste condizioni di concorrenza sleale, sempre più spesso l'energia solare ha comunque la meglio: la corrente convenzionale della rete elettrica è in molti casi già oggi più cara della corrente prodotta dal proprio impianto solare. Mentre l'energia fotovoltaica diventa sempre più conveniente, i costi per l'elettricità prodotta nelle nuove centrali nucleari aumentano. La prevista centrale atomica di Hinkley Point in Inghilterra produrrà corrente a 15 ct./kWh. Una cifra circa tre volte superiore rispetto alle vecchie centrali nucleari svizzere e molto più cara dell'elettricità solare proveniente dai grandi impianti in Svizzera (ca. 9 ct./kWh).
Ogni superficie su tetto priva di ombreggiamenti per tutto l'anno e orientata a non più di 45° dal sud è perfetta per gli impianti fotovoltaici. Anche i tetti con esposizione est-ovest e le facciate sono sempre più spesso sfruttati per la produzione fotovoltaica grazie alla diminuzione dei prezzi dei moduli FV.
Nel caso dei collettori solari termici, l'orientamento e l'inclinazione dipendono dalla tecnologia utilizzata e dallo scopo dell'impianto (viene prodotta esclusivamente acqua calda o anche riscaldamento?). Per il riscaldamento servono un orientamento a sud e un'elevata inclinazione che consenta di sfruttare al massimo il sole invernale.
I produttori dei moduli fotovoltaici forniscono garanzie fra i 20 e i 25 anni. La durata media di vita è pari a 30-40 anni. Anche i collettori solari per la produzione di calore hanno una durata superiore ai 25 anni.
Confrontando l'energia grigia necessaria per la produzione e lo smaltimento di un impianto fotovoltaico con l'energia che può essere risparmiata nelle centrali europee grazie al fotovoltaico, la durata dell'ammortamento energetico in media è di 1,2 anni (rispetto al mix elettrico europeo). Durante i suoi almeno 30 anni di funzionamento, un impianto FV consente pertanto di risparmiare circa 25 volte l'energia primaria non rinnovabile necessaria per la sua produzione. Si veda il documento informativo sul bilancio energetico dell'elettricità solare.
Nel caso di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda, la durata dell'ammortamento energetico è inferiore a un anno.
In Svizzera l'attuale superficie di edifici e insediamenti è sufficiente a fornire al paese una quota significativa di elettricità solare. Tuttavia, si può prendere in considerazione l'ipotesi di uno sfruttamento di aree già utilizzate, come ad es. lungo le autostrade e le vie ferroviarie, presso discariche dismesse e cave di pietra o su paravalanghe. In questo caso va valutato il rapporto tra gli effetti a livello paesaggistico e la resa energetica (soprattutto nella stagione invernale) dell'impianto.
Il settore fotovoltaico svizzero produce un fatturato annuale pari a circa 800 millioni di franchi (2018, importazioni ed esportazioni incluse). Il ramo del solare termico registra un fatturato annuale di circa 80 milioni di franchi, principalmente nel mercato domestico.
Un'elevata qualità tecnica richiede una forza lavoro adeguatamente specializzata. Per questo motivo Swissolar investe nella formazione e nel perfezionamento dei professionisti. Swissolar offre corsi per la progettazione e la realizzazione di impianti solari e riconosce una serie di altri percorsi formativi ai fini dell'iscrizione delle ditte nel registro «Professionisti del solare®» (determinate condizioni danno diritto all'iscrizione). Allo scopo di una migliore integrazione dell'energia solare nella formazione degli apprendisti, Swissolar collabora con Associazioni e scuole professionali. Nell'ambito del progetto "Formazione solare svizzera" di SvizzeraEnergia l'intero materiale didattico è stato aggiornato. Maggiori informazioni
Il mercato dell'energia è già da tempo distorto: le fonti fossili e nucleari comportano costi non coperti e sovvenzioni indirette che vengono sostenuti dalla collettività e che non vengono sufficientemente presi in considerazione nel confronto con le energie rinnovabili.
La Svizzera si è schierata a favore della svolta energetica. Al fine di mettere in pratica questo cambiamento in modo proficuo e con la necessaria rapidità sono necessarie delle correzioni per compensare la distorsione del mercato. È in tal senso che va letto un incentivo di durata limitata come il Sistema di rimunerazione per l'immissione di elettricità (SRI) e la Rimunerazione unica (RU).
L'obiettivo principale è un approvvigionamento il più completo possibile della Svizzera con energie rinnovabili entro il 2050. Il che corrisponde anche alle decisioni prese durante la COP21, Conferenza sul clima tenutasi a Parigi nel dicembre 2015. La Strategia energetica 2050 pone le basi per questo sviluppo, ma le misure previste per una maggiore efficienza energetica e una rapida diffusione delle energie rinnovabili sono ancora insufficienti. Deve seguire un secondo pacchetto di misure. In considerazione delle notevoli distorsioni sui mercati energetici internazionali (carente verità dei costi) e dell'urgenza della svolta energetica, risultano imprescindibili incentivi statali a breve e a medio termine. Nel settore termico si tratta di armonizzarne e migliorare i programmi cantonali di incentivi e di attuare il MoPEC. Swissolar si impegna inoltre per l'eliminazione degli ostacoli di mercato che aumentano i prezzi.
Swissolar si impegna a favore di condizioni politiche idonee a una rapida attuazione della Strategia energetica 2050, promuove il perfezionamento dei professionisti, partecipa all'elaborazione di norme e regolamenti e informa committenti e altri interessati sulle possibilità di applicazione dell'energia solare. In questo modo Swissolar tutela gli interessi del settore del solare a livello politico e nel confronti degli altri attori di mercato.
Qual è l'obiettivo più importante per Swissolar, la buona riuscita della svolta energetica o il fatto che il settore del solare ne benefici il più possibile?
Lo sviluppo dall'attuale approvvigionamento energetico caratterizzato da una dipendenza all'80% da fonti energetiche estere non rinnovabili a un approvvigionamento interamente coperto da energie rinnovabili è uno dei principali e più complessi progetti della Svizzera per i prossimi decenni. I membri di Swissolar sono pronti a fornire un contributo decisivo in tal senso. Tuttavia, ciò sarà possibile solo in presenza di idonee condizioni quadro a livello economico. La massimizzazione dei profitti non è un obiettivo.
I proprietari di immobili possono scaricare sugli affitti i propri investimenti in energie rinnovabili. Per contro diminuiscono però i costi accessori, visto che si consumano meno olio combustibile, gas o corrente. Quanto più care diventano queste fonti energetiche convenzionali, tanto più convenienti diventano le energie rinnovabili per i locatari. Un aumento dei costi va piuttosto messo in conto da chi abita in edifici i cui proprietari non hanno investito in risanamenti e impianti solari.
Sì, ma non direttamente. L'elettricità prodotta da un impianto fotovoltaico può essere utilizzata per far funzionare una pompa di calore. Tale apparecchio può essere impostato in modo da funzionare possibilmente in concomitanza con la produzione di energia solare ed è 3-4 volte più efficiente rispetto ad un sistema di riscaldamento a resistenza elettrica (la cui nuova installazione è comunque proibita). Tuttavia, per la produzione di calore possono essere utilizzati anche i collettori solari. Combinati ad un sistema di riscaldamento a legna (p. es. pellet), i collettori forniscono un approvvigionamento di calore sicuro e neutrale dal punto di vista climatico.
Gli impianti solari termici sfruttano l'energia solare in maniera semplice ed efficiente: gli assorbitori in rame o alluminio rivestiti di nero dei collettori solari vengono riscaldati dai raggi solari. All'interno dell'assorbitore circola acqua (mista ad antigelo) che trasporta il calore fino alla caldaia ad accumulo in cantina. Quest'ultima fornisce poi il calore alle tubature dell'acqua calda o al riscaldamento.
Un impianto solare termico è in grado di fornire calore anche in caso di cielo coperto poiché sfrutta anche la radiazione diffusa (riflessa dalle nubi). Inoltre, il calore solare viene accumulato in una caldaia (boiler) che garantisce un volume pari a più del doppio del fabbisogno giornaliero di acqua calda. Quando il sole non è sufficiente si ricorre al riscaldamento centralizzato o elettrico.
In generale, un impianto solare copre il 60/70% del fabbisogno di acqua calda di un'abitazione unifamiliare. A tal fine è sufficiente un impianto solare compatto con una superficie di collettori pari a 4-6 m2. Se aumentano la superficie dei collettori e l'accumulo termico è possibile supportare anche il riscaldamento degli ambienti. A seconda dello standard di isolamento termico dell'edificio e del dimensionamento dell'impianto solare è possibile coprire circa il 30% del fabbisogno termico complessivo annuale. In un'abitazione plurifamiliare un impianto solare termico si rivela una soluzione particolarmente efficiente, che può coprire ben oltre il 30% del fabbisogno termico. Specialisti come i «Professionisti del solare®» assicurano un dimensionamento ottimale dell'impianto solare in base al fabbisogno dell'edificio e dei suoi inquilini.
La tecnologia dei collettori solari è matura e affidabile. Gli impianti solari termici hanno una durata di funzionamento di almeno 20 anni e richiedono poca manutenzione. Lo dimostrano i circa 150'000 impianti in Svizzera (dato aggiornato alla fine del 2019), con una superficie di a 1,7 milioni di m2 e una potenza di picco di 1'200 MW.
La classica cella solare in silicio cristallino è composta da due strati di silicio sovrapposti, fra i quali si crea una differenza di potenziale elettrico. Con la radiazione solare gli elettroni liberi si spostano dallo strato con il potenziale più basso a quello con il potenziale più alto. Questa differenza di potenziale può essere sfruttata come energia elettrica mediante un circuito elettrico collegato. Si ottiene così corrente continua.
L'inverter trasforma poi quest'ultima in corrente alternata che può essere consumata presso l'abitazione o immessa in rete.
Empiricamente, per l'Altopiano svizzero si può considerare un rendimento energetico di 180 kWh all'anno per metro quadrato. 20 m2 di moduli coprono approssimativamente il fabbisogno di corrente di una tipica famiglia di 3 o 4 persone.
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La percentuale dell'elettricità solare consumata in proprio (autoconsumo) può essere aumentata mediante la cosiddetta gestione del carico, ad esempio mediante l'attivazione automatica della pompa di calore per il riscaldamento dell'acqua in presenza di una sufficiente radiazione solare. Un'ulteriore possibilità di aumentare la quota di autoconsumo è l'accumulo in loco tramite batterie al piombo o agli ioni di litio. In un'abitazione monofamiliare si possono raggiungere in questo modo livelli di autoconsumo fino al 60%. Ulteriori informazioni sulla scheda tecnica "Impianti FV con accumulatori".
Una volta in Svizzera gli accumulatori venivano utilizzati soprattutto presso impianti FV non connessi alla rete (funzionamento a isola). Oggigiorno sempre più spesso essi trovano applicazione anche come aggiunta negli impianti allacciati alla rete. A fine 2017 erano installati circa 2'000 accumulatori di questo tipo, più del 90% dei quali erano di litio.
Attualmente la quota di fotovoltaico in Svizzera è del 3%. Gli esperti sono concordi nel ritenere che con una quota di elettricità solare fino al 10% non sarebbero necessarie misure straordinarie di ampliamento della rete. Qualora tale quota dovesse superata sarebbero sufficienti misure tecniche per lo più semplici, come ad esempio la limitazione della potenza e la regolazione della potenza reattiva degli inverter o la gestione del carico. Solo in casi eccezionali nelle regioni rurali sarebbero necessari ampliamenti della rete. Il presupposto per questo ridotto fabbisogno di investimenti è tuttavia che lo sviluppo del fotovoltaico continui a livello decentrato, com'è avvenuto finora.
Alla fine del 2019 esistevano in Svizzera 100'000 impianti, con una potenza complessiva installata di circa 2'500 MW. Nel 2020 la quota di elettricità solare rappresentava il 4% del totale dei consumi elettrici svizzeri.
In Svizzera i moduli fotovoltaici vengono ripresi e smaltiti da SENS eRecycling. Il finanziamento della ripresa e dello smaltimento dei moduli fotovoltaici è garantito tramite una tassa di riciclaggio (TRA) che viene anticipata volontariamente dai fabbricanti o dagli importatori. L’UFAM sta lavorando per introdurre lo smaltimento dei moduli fotovoltaici nell’ORSAE (Ordinanza concernente la restituzione, la ripresa e lo smaltimento degli apparecchi elettrici ed elettronici), la data di introduzione non è ancora stata fissata.
Quasi tutti i moduli solari impiegati in Svizzera sono prodotti in silicio cristallino o amorfo. Il silicio è atossico e viene prodotto a partire dalla sabbia quarzosa. A livello percentuale i pannelli sono composti per l'80-96% de vetro, per il 10-19% da alluminio, rame e plastica e per lo 0,1-0,2% da metalli semiconduttori. Vetro, alluminio e altri metalli vengono riciclati.
In Svizzera i discussi moduli fotovoltaici in tellururo di cadmio non vengono praticamente impiegati da nessuna parte. A condizione che lo smaltimento sia eseguito a regola d'arte, anche questi moduli presentano tuttavia un bilancio energetico straordinario.
Ricerche sulla letteratura in materia e ricerche a livello teorico e di misurazioni effettuate dall’UFAM (Ufficio federale dell’ambiente), indicano che le immissioni generate da un impianto FV nelle zone in cui tipicamente soggiornano le persone sono basse in rapporto ai limiti di immissione fissati dall’Ordinanza sulla protezione dalle radiazioni non ionizzanti (ORNI). Ulteriori informazioni (tedesco) (francese)
Ovviamente anche negli edifici con impianti fotovoltaici gli incendi vengono spenti. I pompieri sanno come intervenire. Il lavoro dei vigili del fuoco è tuttavia facilitato se, al termine dell’installazione, vengono messi loro a disposizione i documenti riguardanti l’impianto, dove sono riconoscibili i collegamenti sotto tensione (p.es.piani e schemi che indicano la posizione degli interruttori). Ampiamente raccomandato è inoltre l'affissione di autocollanti di avviso posizionati all’ingresso dell’edificio, sull'inverter e nelle linee a corrente continua. Shop
No. L’installazione di impianti elettrici esige tuttavia sempre un lavoro eseguito in modo professionale. È ad esempio importante la posa a regola d’arte e ordinata dei cavi e il loro fissaggio, come pure l’impiego di connettori di qualità e affidabili.
Grazie alla nuova legge sulla pianificazione territoriale, da maggio 2014 in molti casi non è più necessaria un'autorizzazione di costruzione. È sufficiente una comunicazione all'autorità comunale competente. Fondamentalmente, ogni Cantone ha la propria apposita procedura. Informatevi presso l'amministrazione preposta del vostro Comune. continua
L'installazione di un impianto solare termico o fotovoltaico standard per un'abitazione unifamiliare viene attualmente completata in 2 o 3 giorni.
Per quanto riguarda gli impianti solari termici, collettori, accumulatori e componenti del circuito solare sono generalmente offerti in set. Questa soluzione è più conveniente e agevola il lavoro del montatore. Anche moduli fotovoltaici, cavi e inverter vengono normalmente forniti e installati in blocco.
Gli impianti solari termici richiedono la posa di due tubi isolati termicamente dal campo di collettori al vano caldaia. In caso di installazione successiva alla costruzione, queste tubazioni vengono condotte attraverso un camino libero, un pozzetto di aerazione o una sorta di «pluviale» posto sulla parete esterna.
Per gli impianti fotovoltaici vanno posati cavi dai moduli FV all'inverter e poi fino al punto di connessione con la rete elettrica: un impianto elettrico semplice e praticamente invisibile dall'esterno.
In un nuovo impianto di riscaldamento che sfrutta il calore del sole per l'acqua calda viene di solito installato un moderno accumulatore puffer come centrale energetica. In caso di installazione di un impianto solare termico su una costruzione già esistente, può essere vantaggioso integrare il boiler già presente nel circuito solare come accumulatore aggiuntivo.
No, al momento della messa in servizio l'installatore imposta l'impianto solare in maniera professionale. Successivamente non sono necessari altri interventi. Gli impianti solari termici e fotovoltaici funzionano in maniera automatica e sono generalmente provvisti di un sistema di monitoraggio che segnala eventuali errori.
Gli impianti solari termici dovrebbero essere controllati ogni tre anni, in particolare la sicurezza antigelo. In questa occasione viene verificato anche il pH del fluido solare al fine di garantire la massima durata possibile dell'impianto. La soluzione migliore è svolgere questi controlli in occasione della revisione periodica dell'impianto di riscaldamento.
Per gli impianti fotovoltaici si raccomanda un controllo visivo dei moduli ogni due o tre anni (per riscontrare eventuali casi di imbrattamento o danneggiamento dei moduli). In particolare i moduli orizzontali dovrebbero essere puliti regolarmente da un professionista. Non dirigete il getto d'acqua di una pompa sui moduli perché potrebbero formarsi depositi di calcare e l'acqua fredda delle tubature potrebbe causare fenditure da tensione nei moduli surriscaldati. Nel caso di una riduzione della produzione elettrica dell'impianto vale la pena di contattare tempestivamente un professionista, che mediante rilevamenti sui moduli e sull'inverter può riconoscere e successivamente eliminare eventuali anomalie.
Tutti i principali collettori e moduli sono provvisti di un vetro solare di sicurezza ad alta resistenza, che è in grado di sopportare anche forti grandinate. L'Associazione degli istituti cantonali di assicurazione antincendio pubblica un registro di protezione contro la grandine contenente i prodotti verificati. Come protezione contro i fulmini, collettori e moduli FV devono essere collegati allo scaricatore di protezione contro le scariche atmosferiche eventualmente presente sull'edificio. L'installazione di un impianto solare non comporta tuttavia l'obbligo di installare anche un parafulmine.
In caso di installazione non regolamentare, componenti difettosi o morsi di animali sui cavi (ad es. martore) sussiste il rischio di corto circuito e quindi di incendio. In caso di montaggio inappropriato sono inoltre possibili danni da tempesta. Se necessario, contro la caduta di neve devono essere montate delle griglie paraneve. I Professionisti del solare® certificati da Swissolar garantiscono un'installazione a regola d'arte con componenti idonei.
La copertura assicurativa varia in base al Cantone. Alcune assicurazioni cantonali sui fabbricati comprendono automaticamente anche i danni agli impianti solari. Chiarite con la vostra assicurazione se l'impianto solare deve essere assicurato separatamente.
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Chiedete al vostro installatore informazioni su un impianto solare. Trovate una panoramica degli installatori qualificati per gli impianti solari nell'elenco dei «Professionisti del solare®».
Usufruite del servizio gratuito di SvizzeraEnergia per la comparazione delle offerte.
Qui trovate una panoramica sugli incentivi nei vari Cantoni. Continua
Altre possibilità di agevolazione finanziaria nel settore energetico sono disponibili qui.
Ulteriori informazioni nell'opuscolo "Calore ed elettricità dalla forza del sole" (PDF)
Le batterie funzionano con il principio delle pile ricaricabili, come le batterie dei telefoni cellulari . In combinazione con un impianto fotovoltaico, le batterie vengono ricaricate soprattutto con l'elettricità autoprodotta in esubero. Durante la carica della batteria, l'energia elettrica viene convertita in energia chimica e rimane immagazzinata fino a che la batteria si scarica. Durante la scarica, l'energia chimica accumulata è riconvertita in energia elettrica e liberata sotto forma di corrente elettrica. Il sistema di gestione delle batterie (BMS) che controlla i processi di carica e scarica è un elemento fondamentale dell'accumulo a batterie.
Che dimensioni dovrebbe avere un accumulatore di elettricità per aumentare l'autoconsumo in una casa monofamigliare?
La dimensione dell'accumulatore può essere stimata grazie a due regole empiriche
1. Adeguare le dimensioni della batteria all'impianto FV
Formula:
Potenza impianto FV (kWp) x 1.5 ≙ capacità dell'accumulatore (kWh)
Esempio:
Per un impianto fotovoltaico da 6 kWp va installato un accumulatore da 9 kWh.
2. Adeguare la batteria al consumo di elettricità
Formula:
Consumo annuo di elettricità (kWh) / (2*365) ≙ capacità dell'accumulatore (kWh)
Esempio: Nucleo familiare con 6000 kWh di consumo annuo di elettricità diviso per il numero di mezze giornate all’anno (2*365) = un accumulatore con una capacità di 8.2 kWh.
Per l'accumulo di energia solare esistono diversi tipi di batterie. Gli accumulatori più utilizzati sono le batterie agli ioni di litio. Le batterie al piombo-acido/gel sono nettamente più economiche ma stanno perdendo sempre più importanza a causa della loro potenza e densità energetica inferiore. Gli accumulatori si differenziano dalle seguenti caratteristiche:
Accumulatori agli ioni di litio
Gli accumulatori agli ioni di litio sono caratterizzati da densità energetiche e di potenza elevate, da una grande stabilità dei cicli e da una resa elevata. Sono adatti a quasi tutte le applicazioni e rappresentano la tecnologia dominante e più avanzata nell'ambito delle applicazioni mobili (p. es. smartphones, veicoli elettrici) e stazionarie relative al fotovoltaico. Ne esistono di diversi tipi (litio-manganese, diossido di cobalto, fosfato di ferro, titanato, ecc.).
Accumulatori al piombo-acido
Gli accumulatori al piombo sono i dispositivi di immagazzinamento dell'elettricità più importanti al mondo in termini di capacità installata (tutte le applicazioni, ad esempio alimentazioni di emergenza, batterie di avviamento per motori a combustione). Essi sono anche in gran parte riciclabili. Sono meno costosi delle batterie agli ioni di litio, ma presentano altri svantaggi, quali una resa minore e una minore stabilità dei cicli.
Accumulatori redox al vanadio
Negli accumulatori redox al vanadio gli elettroliti si trovano in serbatori esterni. L'energia e la potenza sono quindi modulabili in modo indipendente. Finora questa tecnologia non è molto diffusa, ma ha un potenziale per gli impianti di medie e grandi dimensioni.
Batterie al sale o ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activities)
Questa tecnologia utilizza elettroliti solidi e elettrodi solidi-liquidi. Per il suo funzionamento sono necessarie temperature elevate (ca. 270-350 °C). Si tratta di una batteria molto ecologica, in quanto è facile da riciclare e non contiene praticamente nessuna sostanza critica. Questa tecnologia non è ancora molto diffusa e attualmente viene utilizzata principalmente nell'ambito di progetti pilota.
Batterie all'acqua salata
Più usate delle batterie al sale, le batterie all'acqua salata sono disponibili anche come prodotto di massa. La tecnologia è matura e riciclabile al 100%. La batteria non è infiammabile, contiene materiali ecologici e ha una lunga durata di vita. Tuttavia, la densità energetica è molto più bassa rispetto agli accumulatori agli ioni di litio. A titolo di confronto, la batteria raggiunge da 12 a 24 wattora per litro, mentre le variantii agli ioni di litio raggiungono i 500 wattora per litro. Di conseguenza, ciò significa che a parità di prestazioni una batteria ad acqua salata richiede più volume rispetto ad una variante al litio, ma può essere installata in qualsiasi normale locale caldaia. D'altra parte, questa batteria è più adatta a processi di carica uniformi.
Si tratta di un dispositivo di accumulo dell'elettricità che, ad esempio, viene prodotta da un impianto fotovoltaico. Nella maggior parte dei casi, il componente principale dei sistemi di accumulo attuali è una batteria ricaricabile (anche chiamata accumulatore). Questa batteria si ricarica quando l'impianto fotovoltaico produce più elettricità di quella simultaneamente necessaria nell'edificio, e si scarica quando il fabbisogno di elettricità è superiore alla produzione dell'impianto. Un sistema di accumulo consente di aumentare il grado di autoconsumo fino al 90%. La quota effettiva di autoconsumo può tuttavia variare notevolmente in quanto dipende da diversi fattori, quali il profilo di carica e le dimensioni dell'accumulatore.
Sistemi in corrente continua
La batteria è connessa al lato in corrente continua (DC) dell'inverter. Si parla spesso di "inverter ibrido" poiché i moduli fotovoltaici e le batterie possono essere connessi allo stesso apparecchio. Ciò semplifica il sistema per l'utente, consente di ridurre i costi e di ottenere un punteggio di efficienza maggiore. D'altra parte, l'impianto è meno flessibile nel caso in cui l'impianto fotovoltaico dovesse essere modificato o ampliato.
Sistemi in corrente alternata
La batteria è connessa al lato in corrente alternata (AC) dell'inverter. L'impianto fotovoltaico e il sistema di batterie sono modulari e possono essere sostituiti indipendentemente l'uno dall'altro. Ciò rappresenta un grande vantaggio se il sistema di accumulo deve essere installato a posteriori. D'altra parta, le sinergie con l'impianto fotovoltaico sono leggermente meno importanti rispetto ad un sistema in corrente continua, e ciò si rispecchia nei costi e nell'efficienza.
Sistemi ibridi
Le unità di accumulo ibride combinano sistemi accoppiati in corrente alternata e in corrente continua, ciò significa che nessun inverter supplementare è necessario e che l'unità di accumulo può funzionare sia come fonte di corrente alternata che di corrente continua. I nuovi e i vecchi impianti fotovoltaici possono essere allacciati all'accumulatore.
Al giorno d'oggi gli accumulatori di elettricità prevedono anche una funzione di alimentazione di emergenza. Tuttavia, occorre distinguere tra i sistemi che, ad esempio, prevedono una presa attraverso la quale i singoli consumatori possono allacciarsi direttamente all'accumulatore/inverter in caso di guasto alla rete elettrica. Alcuni fabbricanti offrono anche una vera e propria funzione di emergenza che garantisce l'alimentazione diretta di tutte le fasi della rete elettrica domestica, consentendo agli apparecchi domestici di continuare a funzionare come di consueto anche in caso di blackout. Ciò richiede l'installazione di una disinserzione automatica a tutti i poli che, in caso di guasto, disconnette direttamente la rete domestica dalla rete elettrica e predispone una rete in isola.
Un ciclo completo significa che l'accumulatore è stato interamente scaricato e caricato in totale una volta. Ciò si può fare scaricando completamente una volta fino allo stato di carica minimo ammissibile e caricando in seguito fino al 100%, oppure per esempio scaricando e caricando due volte con il 50% della capacità massima di accumulo. I cicli di scarica e di carica incompleti sono chiamati cicli parziali. I cicli parziali possono essere aggiunti al numero di cicli e combinati in cicli completi.
Le schede tecniche dei vari produttori sono spessi difficili da confrontare. Swissolar raccomanda pertanto di far capo a confronti indipendenti dei sistemi di accumulo. In particolare, il servizio di ispezione dell'accumulo di elettricità dell'HTW Berlin permette un migliore confronto dei sistemi di accumulo fotovoltaici disponibili sul mercato. L'obiettivo principale di questo studio era quello di esaminare i dati relativi alla capacità e all'efficienza di 60 fabbricanti di accumulatori.
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Gli accumulatori di elettricità con batterie agli ioni di litio sono concepiti per una durata di vita dai 10 ai 20 anni e oltre. Una lunga durata di vita è ottenuta grazie all'utilizzo di componenti industriali di alta qualità e di sistemi sofisticati di gestione della batteria (BMS). I produttori di unità di accumulo d'energia con batterie agli ioni di litio concedono generalmente una garanzia sugli elementi utilizzati tra i 7 e i 10 anni. Inoltre, numerosi produttori garantiscono un certo numero di cicli di carica.
Un sistema di accumulo a batteria, compresi inverter e installazione, costa oggi tra 1'000 e 2'500 CHF/kWh a seconda della capacità di accumulo. I sistemi di accumulo a batteria possono essere gestiti in modo redditizio in caso di elevati costi di approvvigionamento elettrico, tariffe dell'elettricità elevate e tariffe di ripresa basse. Eventuali incentivi e la deducibilità fiscale migliorano ulteriormente l'economicità.
I costi d'investimento per i sistemi di accumulo dell'elettricità dovrebbero in linea di principio sempre poter essere dedotti se l'accumulatore è installato assieme ad un impianto solare, allo stesso modo che un bollitore può essere dedotto se utilizzato a scopo termico. Tuttavia, in molti Cantoni questa prassi non è ancora consolidata e la richiesta di deduzione potrebbe venir rifiutata.
Gli accumulatori di energia devono essere installati correttamente e utilizzati conformemente alle istruzioni del produttore. Le esigenze normative devono naturalmente essere tenute in considerazione (NIBT 2020, SNR 460712:2018 Sistemi stazionari di accumulo dell'elettricità).
Per quanto riguarda la progettazione e l'installazione di un accumulatore di energia, trovate tutte le ditte specializzate nella nostra ricerca dei membri. Selezionate "Ditte attive nel settore dell'energia solare" come tipo di membro, "fotovoltaico" come tecnologia e "Esecuzione" o "Consulenza e progettazione" come attività. Nella rubrica "Prodotti", selezionate "Batterie di accumulazione".
I primi successi sono stati annunciati nel riciclaggio delle batterie agli ioni di litio. Alcune aziende come, ad esempio, Redux Recycling GmbH, hanno raggiunto tassi di recupero fino al 70%, vale a dire che il 70% delle materie prime può essere riutilizzato. Tuttavia, le condizioni di estrazione del litio, che possono causare penuria d'acqua nelle zone interessate, devono essere considerate con un occhio critico. Un'attività di estrazione più rispettosa dell'ambiente potrebbe essere avviate nelle montagne dell'Erzgebirge in Germania. Anche le condizioni di estrazione del cobalto sono molto critiche. Due terzi dell'estrazione avviene in Congo attraverso il lavoro minorile. Un migliore tasso di riciclaggio nei prossimi anni e quindi un utilizzo più efficiente del litio e l'abbandono del cobalto permetterebbero di ridurre l'impatto ambientale. Nel caso degli accumulatori al piombo, il riciclaggio è una pratica stabili da anni. Per quanto riguarda le batterie al sale, praticamente non ci sono componenti nocivi per l'ambiente. In Svizzera il riciclaggio della unità di accumulo dell'elettricità è gestito da INOBAT.