Archivio Categorie: pannelli innovativi

Occhiali Fotovoltaici per Produrre Energia Elettrica

I pannelli fotovoltaici possono essere montati su molte superfici. Sui tetti, sui terreni agricoli, sulle facciate degli edifici e possono anche essere indossati. In modo particolare qualcuno li ha applicati su dei normalissimi occhiali da sole, quelli con la montatura in plastica che indossiamo tutti i giorni. Lo hanno fatto i ricercatori tedeschi del Karlsruhe Institute of Technology.

Lo scopo è quello di produrre energia mentre si cammina per consumarla alimentato piccoli dispositivi oppre accumularla su delle batterie da utilizzare ad esempio per ricaricare ad esempio smartphone, tablet ecc.

occhiali fotovoltaici

La corrente elettrica prodotta ovviamente è poca, dato che la superficie della lente è minima, inoltre il materiale usato non per la cella fotovoltaica non è il silicio cristallino, perciò i rendimenti sono molto piú bassi rispetto ad un modulo fotovoltaico che ha efficienze del 18-20%. Immaginate però quante persone indossano occhiali da sole tutti i giorni e per parecchie ore. In estate si potrebbero produrre megawatt di elettricità che potrebbero aiutare ad abbattere l’assorbimento in casa.

Per realizzare gli occhiali fotovoltaici sono state realizzate lenti colorate semi trasparenti con materiali speciali a base di idrocarburi. Le lenti hanno uno spessore di circa 1,6 millimetri e pesano sei grammi, proprio come le lenti degli occhiali da sole tradizionali. Sono stati poi integrati nelle stanghette un microprocessore e due piccoli display , mostrano l’intensità di illuminazione e la temperatura ambiente.

I vetri solari funzionano anche in ambienti interni o comunque hanno rendimenti, seppur minimi, anche in giornate nuvolose, con 500 Lux. Questo parametro indica l’illuminazione usuale di un ufficio o di una giornata invernale nuvolosa. In queste condizioni, ognuna delle lenti produce 200 microwatt di potenza elettrica – sufficiente per azionare dispositivi come un apparecchio acustico, ma se collegate a batterie possono accumulare energia.

I vetri solari che abbiamo sviluppato sono un esempio di come le celle solari organiche possono essere usate in applicazioni che non sarebbero fattibili con i fotovoltaici convenzionali a silicio cristallino o thin flm“, sottolinea il dottor Dominik Landerer che ha contribuito in gran parte allo sviluppo dei vetri solari presso il Centro di Ricerca dei Materiali per Sistemi energetici di Karlsruhe.

Queste celle solari, basate su idrocarburi, sono dispositivi incredibili e potrebbero essere molto utili da usare per produrre energia grazie alla loro flessibilità meccanica e alla possibilità di adattare il loro colore, la trasparenza, forma e dimensione.

Ci sono già stati degli esempi in cui si utilizzano cellule solari di silicio amorfo applicate al vetro, ad esempio le vetrate fotovoltaiche in cui si usano i moduli in thin film. Tuttavia, il potenziale per le cellule sviluppate utilizzando composti organici è ben noto e ha un margine di crescita elevato.

Possono essere usate su finestre, veicoli, dispositivi elettronici che necessitino di generazione di energia integrata, nonché su pannelli fotovoltaici più leggeri e meno fragili rispetto a quelli in silicio cristallino, c-Si, che si usano attualmente. Un team di ricercatori del MIT ha sviluppato ad esempio una cella solare utilizzando materiali organici a basso costo e elettrodi di grafene.

Fonte: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ente.201700226/abstract

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Vetro Fotovoltaico Come Funziona e Quanto Produce

Non tutti hanno la possibilità di montare un impianto fotovoltaico per la propria casa. Il limite piú grande è rappresentato dallo spazio disponibile. Si dovrebbe sfruttare un tetto. ma chi abita in un condominio, ai piani bassi, non può. Calcolate che se ci riferiamo ad un impianto a silicio cristallino occorrono circa 7-8 mq per Kwh di potenza installato. Un impianto da 3 Kw ha bisogno di 25 metri quadri.

Il vetro fotovoltaico potrebbe rappresentare una soluzione. In questo modo si sfruttano spazi inutilizzati, piani, verticali come i vetri delle finestre, oppure le vetrate di edifici adibiti ad ufficio. Avete presente quei cubi a specchi, i grattacieli? Pensate se tutta la superficie potesse essere sfruttata per il fotovoltaico. La tecnologia c’è ed è fruibile.

Si utilizzano pannelli fotovoltaici thin film, ovvero a film sottile, che si infilano tra due strati di vetro spesso delle finestre. I rendimenti sono molto piú bassi rispetto ai classici moduli a silicio cristallino, ma grazie a questa soluzione sfruttiamo spazi che fino ad oggi non erano presi in considerazione per un’installazione.

vetro fotovoltaico come funziona

Come Funziona

i pannelli a film sottile vengono montati tra i vetri a camera stagna che andranno a coprire la facciata di un edificio. Queste “vetrate” sono anche utili come isolamento termico ed acustico. E’ evidente che le facciate dovranno essere esposte al sole, non presentare ombreggiature. Questo è un po’ il limite del vetro fotovoltaico.

Quando andiamo a montarli su una facciata di un edificio, se lo stesso non è esposto a sud, avrà un’insolazione parziale. La produzione di corrente elettrica è quindi limitata solo alle ore di insolazione.

Ricordiamo che un pannello thin film produce meno energia di uno a silicio cristallino, un 9-10% di rendimento medio contro il 15-16%. Inoltre c’è da considerare il fattore inclinazione. Il vetro fotovoltaico si monta per verticale, a 90 gradi rispetto al piano. Non è l’inclinazione ottimale rispetto al sole, ci vorrebbero 30 gradi. Anche questo limita la produzione. Però c’è da dire che abbiamo a disposizione molto piú spazio.

Quanto può produrre

una superficie di 30 metri quadri, se ben esposta per tutto il giorno al sole può produrre in centro italia 1000 Kilowatt l’anno, 800 Kw al nord Italia e 1200 al sud. Ovviamente la produzione si riduce se la superficie non è ben inclinata e non riceve insolazione tutto il giorno. Calcolando un costo al chilowatt medio di 20 centesimi di euro, con 30 metri quadri a disposizione possiamo risparmiare 200 euro l’anno di energia elettrica in una città come Roma.

vetro fotovoltaico facciata

Dove Comprare

ci sono diverse ditte italiane che producono questo tipo di pannelli solari fotovoltaici. La Onyx, Union Glass, Glass Pro, AGC Glass Europe per citarne alcune, oppure ci sono quelle che producono le lastre da mettere su infissi ad esempio della Shuco.

Possono essere acquistati da web, oppure ci possiamo interfacciare direttamente con i produttori cinesi tramite portali come Ali express. In quest’ultimo caso siamo sottoposti però a dazi di importazione per prodotti solari made in China.

Per Serre, Finestre, Facciate e Verande

il vetro fotovoltaico è stato progettato per essere utilizzato come copertura e rivestimento per serre, finestre, verande e tettoie trasparenti. La luce filtra comunque, una parte viene sfruttata per la produzione di energia elettrica. Ricordiamo che maggiore è la superficie a nostra disposizione e piú alta sarà la produzione di energia elettrica.

Vetro fotovoltaico Integrato architettonicamente

il vetro fotovoltaico è la soluzione ideale per coloro che non possono montare pannelli fotovoltaici per vincoli architettonici, paesaggistici ed ambientali. Pensate a coloro che vivono in un centro storico di una città d’arte. Un’installazione con moduli sul tetto deturperebbe il profilo dell’ edificio. Montando finetstre in vetro fotovoltaico non cambierebbe nulla, non ci sarebbe nemmeno bisogno di autorizzazioni.

Anche il vetro fotovoltaico gode di detrazioni fiscali del 50% e del 65% se ci riferiamo a vetrate che isolano anche termicamente.

 

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Moduli Fotovoltaici Lg Neon Prezzi ed Opinioni

Lg è un marchio molto noto nell’ ambito dell’ elettronica. Il brand si è fatto conoscere nel mondo soprattutto per televisori a schermo piatto e smartphone. Da poco l’azienda sudcoreana si è lanciata nel settore delle energie rinnovabili con la produzione di moduli fotovoltaici ad alte prestazioni. L’intenzione del colosso asiatico è quella di conquistare una bella fetta di mercato ai danni dei competitor cinesi e dei pannelli di alta fascia come quelli di Panasonic e Sunpower. In modo particolare la pubblicità sulle riviste di settore è focalizzata a “spingere” i moduli della serie NEON 2 (commercializzata anche col nome MonoX NeON), divisa in NEON 2 e NEON 2 BLACK.

Iniziamo nel mettere in evidenza come la garanzia oltrepassi i 5 ed i 10 anni offerti da quasi tutti gli altri brand ed arrivi a coprire i 12 anni. Ci riferiamo a difetti o rotture sul prodotto, ovvero sul pannello e non sulla caduta di rendimento.

lg neon 2 prezzi

Molto buona anche la garanzia che si riferisce all’ efficienza, quella che LG chiama “garanzia lineare”.  Al primo anno di uso è garantito il 98 % dell’ efficienza iniziale e dopo il secondo anno la perdita è dello 0,6 % annuo arrivando a 25 anni all’ 83,6 % iniziale. La maggiorparte delle marche di fotovoltaico a 20 anni garantisce invece l’80%. Significa che i pannelli riescono a produrre di piú nel corso del tempo.

Efficienza e rendimento

il top è raggiunto dal modulo NEON 2 LG320N1C-G4 da 320 da 60 celle watt che arriva a sfiorare il 20%, ovvero il 19,5%. Quelli della serie BLACK, ovvero tutti neri che si integrano meglio con superfici scure, LG300N1K-G4.AVA, arriva al 18,3%.

Con il modulo da 320 watt arriviamo in pratica allo stesso rendimento di Panasonic (giapponese) e Sunpower (statunitense).

Gli alti rendmenti si raggiungono grazie alla proprietà delle celle in grado di assorbire anche i raggi riflessi di rimbalzo nella parte posteriore del modulo.

efficienza moduli lg

I prezzi

un pochino piú alti rispetto alla media, ma dobbiamo tener conto che si tratta di moduli di fascia alta con garanzie e prestazioni molto elevate. Il modulo di punta da 320 watt viene venduto sui portali tedeschi a 360 euro iva inclusa, in Italia si trova a 400 euro. Quindi ad un prezzo di 1,2 euro circa per watt. Non è poco, soprattutto se pensiamo che ci sono moduli cinesi della stessa taglia che costano 260-280 euro.

 

In catalogo c’è poi la serie Mono X 2 che, dal punto di vista del rendimento, si attesta su valori medio buoni con un ‘efficienza del 17,7% per i moduli da 290 watt, del 17,4 per quelli da 285 watt e del 17,1% per quelli da 280 watt. Si tratta di valori di tutto rispetto ma che comunque non spiccano rispetto ai competitor cinesi come Yingli e Trina.

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Il Solare Termoelettrico Prezzi e Convenienza

Il solare termoelettrico, chiamato anche termosolare a concentrazione è una tecnologia molto efficiente per produrre energia elettrica e acqua calda utilizzando specchi che concentrano i raggi del sole in unico punto raggiungendo temperature elevatissime. Le centrali termoelettriche possono arrivare anche a potenze di centinaia di Mw e uno solo di questi impianti potrebbe soddisfare il fabbisogno energetico di una piccola città. Ci sono anche impianti a concentrazione casalinghi, che possono essere utilizzati per produrre energia elettrica per la propria casa o azienda ad un prezzo modesto.

A differenza di un normale impianto, ad esempio uno fotovoltaico da 3 Kwp, possono produrre energia elettrica anche di notte tramite tecnologie che conservano in maniera adeguata il calore accumulato durante il giorno per utilizzarlo quando non c’è il sole.

pannello_concentrazione

Gli specchi “concentrano” il raggio solare ricevuto in una piccola cella di silicio. Si risparmia sul materiale, il silicio, presente in una piccola area rispetto ad un normale modulo, e allo stesso tempo si avrà una potenza maggiore, un rendimento più alto in termini di produzione di energia elettrica a costi minori .

I maggiori produttori di energia che fanno uso di questa tecnologia sono la California e la Spagna e, secondo Greenpeace, nel 2017 nel mondo il 7% dell’energia prodotto sarà fatto tramite termoelettrico.

Le moderne tecnologie termosolari raggiungono il pareggio delle emissioni di CO2 prodotte in fase di realizzazione, installazione e messa in opera degli impianti dopo 3-6 mesi di attività, mentre la vita utile di una centrale è di 20-25 anni. La manutenzione di questi impianti è comunque superiore rispetto ai sistemi fotovoltaici in silicio cristallino. Punto piú delicato è il concentratore e gli specchi.

solare_termodinamico

I progetti in fase di realizzazione sono molti, li potete vedere in tempo reale sul sito Desertec, in Italia attualmente sono presenti tre impianti: a Casaccia vicino Roma, a Massa Martana e quello piú grande da 5 Mw, il progetto Archimede dell’ Enel a Priolo Gargallo vicino Siracusa, in Sicilia.

L’obiettivo del progetto Desertec è coprire entro il 2050 il 15% del fabbisogno europeo di energia elettrica. Una parte dell’ energia generata rimarrebbe a disposizione dell’area locale dove è prodotta, il calore residuo prodotto, le celle scaldano tantissimo, potrebbe essere utilizzato per desalinizzare l’acqua marina.

Nonostante i 3 progetti presenti in Italia , i nostri governanti non sembrano essere molto interessati a questa tecnologia così efficiente. La mozione 1-00155 presentata in Senato da personaggi di spicco come Dell’ Utri e Gasparri nel 2009 sottolineava come il solare termodinamico non fosse proficuo perchè aveva bisogno di grandi spazi per un installazione ed un costo di 6 euro a watt!!. I soldi bisognava dirottarli sul nucleare perchè occupava meno spazio e, in termini economici, era piú efficiente. I rischi legati al nucleare li conosciamo tutti, inoltre lo stoccaggio delle scorie radioattive è un problema che non si risolverà mai.

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Pannelli Solari ad Alte prestazioni per Acqua Calda gli Heat Pipe

C’è una falsa credenza che circola fra tutti coloro che si avvicinano ai dispositivi di produzione di acqua calda solare: questi impianti non funzionano quando manca il sole, ovvero nelle giornate nuvolose. Le cose non stanno così, o meglio, non sono vere se si usano i giusti componenti, i pannelli solari ad alte prestazioni, ovvero quelli Sottovuoto, chiamati anche heat pipe.

Nei sistemi di produzione di acqua calda per uso sanitario si usano spesso pannelli solari piani, ovvero dispositivi semplici ed economici che funzionano tutti alla stessa maniera: un collettore  assorbe i raggi del sole e passa il calore generato ad un fluido termovettore. Il fluido termovettore è tipicamente acqua che in estate raggiunge anche temperature di 70 gradi. Viene poi miscelata con quella fredda per un pronto uso con docce e rubinetti. Insomma tutto abbastanza semplice.

Quando però manca il sole, il funzionamento è compromesso. E’ vero che l’acqua calda può essere generata anche nelle giornate invernali in presenza di sole, ma in quel caso va accumulata in serbatoi coibentati dotati di resistenza elettrica che si attiva quando si scende sotto determinate temperature. Se dobbiamo però utilizzare l’elettricità per produrre acqua calda tanto vale utilizzare lo scaldabagno.

Nelle giornate nuvolose, ma con una buona luminosità con i pannelli sottovuoto, heat pipe si raggiungono temperature che sfiorano i 40 gradi.

funzionamento-heat-pipe

Come funzionano i pannelli solari ad alte prestazioni

Se volete saperne di più sull’esatto funzionamento fisico potete consultare la relativa pagina Wikipedia. Vi basti sapere che un sistema sottovuoto heat pipe è realizzato con tubi di metallo termoconduttore chiuso, ad esempio il rame o l’alluminio, che contiene un fluido refrigerante come etanolo o acqua; il resto del tubo è riempito dal vapore del liquido, in modo che non siano presenti altri gas. Tutto ciò serve per trasferire calore dal sole all’ acqua fredda del tubo grazie all’evaporazione e condensazione del refrigerante. L’estremo caldo, a contatto con una sorgente di calore, cede calore al liquido refrigerante, che vaporizza e perciò aumenta la pressione del vapore nel tubo.

I tubi di calore utilizzati in questi collettori solari hanno un punto di ebollizione di soli 30 gradi, quando il tubo di calore supera queesta temperatura l’acqua comincia ad evaporare.

pannelli-sottovuoto

Il sistema è molto efficiente e garantisce la realizzazione di acqua calda a 35 gradi anche in giornate di nuvolosità. Una tale temperatura è perfetta per effettuare docce, ma anche per riscaldare la casa tramite riscaldamento a pavimento. Si possono raggiungere 19-20 gradi con un sistema a pannelli radianti associato ad un impianto con pannelli sottovuoto ed in più possiamo godere anche degli incentivi per il solare termico.

La longevità di un tubo sottovuoto è altissima. Se la qualità dei materiali con cui è realizzato il tubo è buona, purezza del rame elevata contenente solo tracce di ossigeno e altre impurità, possiamo andare avanti anche per 30 anni. 

I tubi vengono innestati in parallelo a baionetta nel sistema di raccolta d’acqua, in questo modo la rottura di uno di essi non pregiudica il sistema. L’acqua può raggiungere le nostre case attraverso la normale gravità, i pannelli devono essere installati in alto rispetto all’ impianto casalingo, oppure attraverso un sistema a circolazione forzata con pompa elettrica.

Per quel che riguarda i prezzi un sistema heat pipe sottovuoto a 30 tubi con serbatoio coibentato da 250 litri, sufficiente per una famiglia di 4 persone costa circa 1500-1800 euro. Una caldaia a gas può essere allacciata al serbatoio stesso dotato di sensore. Quando la temperatura dell’ acqua scende al di sotto di un certo livello si attiva la caldaia a gas che la scalda.

Per il fai da te c’è anche chi è riuscito a realizzare pannelli solari sottovuoto in casa, il video qui sotto in inglese spiega come realizzarli nel proprio garage.

 

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Quali Saranno le Tecnologie Future dei Pannelli Fotovoltaici

La tecnologia legata ai pannelli fotovoltaici non si è molto evoluta negli ultimi anni. Le tecniche di funzionamento rimangono sempre le stesse, sono migliorate però le prestazioni e le efficienze che hanno aumentato la capacità di produzione di energia elettrica, ma soprattutto sono scesi i prezzi dei pannelliQuali Saranno in futuro le Tecnologie dei Pannelli Fotovoltaici? Come si evolverà il settore? Dove si sta concentrando la produzione industriale? A queste domande ha risposto un recente rapporto di Solarbuzz, bibbia mondiale del settore fotovoltaico.

Nell’anno in corso l’89% della produzione dei moduli è stata realizzata su tecnologia standard a wafer di silicio, l’8% a film sottile e il 3% su wafer di silicio premium, ad alta prestazione e più costosa, vedi a proposito l’articolo sui pannelli fotovoltaici ad alta potenza.

L’industria del solare fotovoltaico continuerà ad offrire un grosso potenziale di crescita per un vasto range di tecnologie” ha dichiarato Finlay Colville, vice presidente di Solarbuzz. “L’efficienza dei pannelli continuerà a crescere raggiungendo nuovi record di performance, che è la cosa principale su cui concentrarsi.”

produzione-pannelli-2015

Effettivamente il rendimento di un modulo fa la differenza tra un prodotto e l’altro. Più efficienza significa maggiore capacità produtttiva di energia elettrica. I consumatori devono concentrarsi su questo parametro prima di procedere con l’acquisto. La media attuale di rendimento è del 13-15% per i moduli low cost, del 15-18% per quelli con prezzo medio e del 18-20% per quelli più cari. Parliamo ovviamente di tecnologia silicio-cristallino, i thin-film hanno un rendimento del 8-10% medio.

Nei prossimi cinque anni la tecnologia legata alla produzione di moduli fotovoltaici si dividerà in tre specifiche aree:

  • celle a base di silicio mono e poli cristallino standard;
  • celle a base di silicio c-si ad altre prestazioni premium, ad esempio i moduli prodotti da Sunpower e Panasonic e dell’ultimo arrivato Silevo (acquistato da Solar City) ad alta efficienza;
  • celle cigs (di-seleniuro, rame, indio, gallio) ad alto potere assorbente di luce che hanno bisogno anche solo di una sottile pellicola, appunto “thin-film”.
  • celle organiche a base di idrocarburi, sperimentate ad esempio sugli occhiali solari fotovoltaici.

La produzione di moduli a pellicola sottile e ad alta efficienza a base di silicio si incrementerà dagli attuali 5.3 GW del 2014 ai 14.5 GW del 2018. Saranno maggiormente sfruttare le superfici degli edifici grazie al vetro fotovoltaico per facciate e finestre.

Sul mercato arriveramno nuove marche che produrranno pannelli dal rendimento del 20-22 % come Silevo, comprata da Solar City e First Solar che sta convertendo la sua produzione alla nuova tecnologia TetraSun, capace di avere un’efficienza del 21%.

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Pannelli Fotovoltaici per alimentare Condizionatori d’Aria

Uno degli elettrodomestici che sicuramente consuma di più, energeticamente parlando, all’interno della nostra casa è il condizionatore d’aria. Considerati non indispensabili fino a qualche anno fa, i motori ora fanno la loro “bella” comparsi sui muri esterni di quasi tutti i palazzi. Assorbono tantissimo e vengono utilizzati specialmente in estate, durante il giorno. Ultimamente, grazie al miglioramento delle prestazioni, i nuovi modelli in classe A+++ sono ottimi da usare anche in inverno, in pompa di calore, come alternativa ai termosifoni alimentati da caldaia a fas.

A questo punto perchè non utilizzarli in congiunta con i pannelli fotovoltaici? Effettivamente l’energia che si ricava dal sole si realizza soprattutto nelle ore di punta, nella bella stagione, proprio quando fa più caldo, potremmo quindi sfruttarla per alimentare i condizionatori. Cerchiamo di capirne di più.

condizionatori_pannelli_solari

Iniziamo facendo due calcoli per capire quanto consuma un condizionatore. Bisogna tenere in considerazione una serie di fattori:

  • la potenza del condizionatore, si esprime in Btu, British Thermal Unit. Maggiore è questo indice più alto sarà il consumo. I modelli più utilizzati sono da 9000 o 12000 Btu, raffreddano efficientemente aree comprese tra i 15 ed i 45 mq.
  • la temperatura all’ interno della casa, la temperatura all’esterno e la differenza tra le due.
  • la temperatura desiderata che vogliamo raggiungere. E’ chiaro che se all’interno della stanza ci sono 35 gradi e vogliamo arrivare a 20 gradi il condizionatore lavorerà con grande sforzo. Per risparmiare si consiglia sempre di non scendere sotto i 24-25 gradi in estate.
  • le tecnologia del condizionatore. I modelli ON-OFF consumano di più rispetto agli inverter. I primi hanno il motore che si accende (On) e si spegne (Off) quando la temperatura è raggiunta, per poi ripartire, così all’infinito. Gli inverter invece lavorano costantemente e quando raggiungono la temperatura abbassano il consumo.

Leggi anche l’articolo sul prezzo di un impianto fotovoltaico da 3 Kw per una famiglia, scoprirete delle piacevoli sorprese!

Per capire effettivamente quanto si consuma possiamo fare una semplice cosa:

  • con i condizionatori spenti andiamo di fronte al contatore elettrico e segniamo l’assorbimento di corrente in quel momento;
  • accendiamo iu condizionatori e aspettiamo una mezz’oretta;
  • ora andiamo di nuovo al contatore e segniamoci il nuovo consumo. La differenza tra il valore rilevato con i condizionatori accesi e spenti ci da l’assorbimento totale.

A questo punto abbiamo un’idea di massima di quanto consumino i condizionatori e quindi possiamo dimensionare il proprio impianto fotovoltaico .

Ricordiamo che al consumo dei condizionatori dobbiamo aggiungere anche quello di tv, eventuali scaldabagni elettrici, frigoriferi, insomma tutte le utenze che normalmente utilizziamo in casa.

A regime un condizionatore potrebbe consumare verosibilmente 400-500 watt, tre split, quindi 1,5 Kw, li prendono tutti. Un impianto fotovoltaico da 3 kw quindi durante una giornata assolata di giugno-luglio-agosto-settembre inizia a produrre 1,5-2 kw ad inizio mattino e fine sera e 2-8/3 kw in pieno sole.

Potrebbe quindi essere sufficiente per alimentare i condizionatori. Ricordiamo che attualmente, gli incentivi del conto energia non ci sono più, possiamo però utilizzare lo “scambio sul posto” ovvero, l’energia che non utilizziamo durante il giorno, la cediamo al gestore che la mette in rete. Acquisiamo così un credito che ci viene restituito per l’acquisto di elettricità durante la notte quando i pannelli fotovoltaici non producono.

Insieme allo scambio sul posto ci sono anche le detrazioni fiscali del 50% per l’acquisto di impianti fotovoltaici senza obbligo di ristrutturazione edilizia.

Per alimentare i condizionatori va benissimo un impianto on-grid ovvero allacciato alla rete perchè non serve energia da stoccare, la stessa viene consumata subito.

Leggi anche l’articolo sugli impianti fotovoltaici con batterie, per staccarsi definitivamente dal gestore elettrico.

Il discorso fatto per la stagione estiva può essere applicato anche alla parte invernale della stagione per alimentare condizionatori d’aria che riscaldano in pompa di calore. E’ chiaro che la convenienza in questo caso si abbassa drasticamente. In inverno infatti l’insolazione è minore e abbiamo bisogno di riscaldarci soprattutto la sera, quando i pannelli non producono. La soluzione potrebbe essere rappresentata da un impianto off grid che usi delle batterie per immagazzinare l’energia elettrica prodotta, ma i costi sarebbero troppo alti per giustificare un impianto del genere.

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Come funziona un impianto Solare Ibrido per elettricita’ e acqua calda

Sappiamo ormai bene come funziona un impianto fotovoltaico: ci permette di avere corrente elettrica grazie al sole. I pannelli solari termici invece ci danno la possibilità di produrre acqua calda.

Si tratta di due sistemi differenti che, fino ad oggi, venivano installati ognuno per conto suo. Cosa succede quando con un unico impianto riusciamo a produrre tutti e due? Non è un’utopia perchè stiamo parlando di un sistema ibrido, detto anche termovoltaico, che viene già commercializzato da diversi produttori.solare ibrido

Il funzionamento:

un impianto fotovoltaico ibrido s presenta più o meno come il classico sistema fotovoltaico per la produzione di corrente elettrica. I moduli possono essere a silicio cristallino, sia mono che poli. Dietro i moduli si nasconde il collettore solare termico per la produzione di acqua calda. In pratica c’è una serpentina in alluminio (vedi foto relativa al prodotto dell’ italiana Av Project) che assorbe il calore della parte fotovoltaica.

In estate, durante il periodo di massimo irraggiamento solare, i moduli arrivano a toccare temperature anche di 50-60 gradi. Il collettore posteriore non solo ha la funzione di sfruttare questo calore per scaldare l’acqua, ma riesce anche a raffreddare la parte delle celle con conseguente innalzamento delle prestazioni. Il gran calore infatti degrada le performance dei moduli fotovoltaici. Il raffreddamento costante permette anche di allungare la vita del pannello, garantendo prestazioni accettabili anche dopo 20 anni.

I vantaggi:

come detto avere un impianto fotovoltaico e solare insieme, in un’unica soluzione ci permette di avere energia elettrica e acqua calda per uso sanitario. Un abbattimento notevole sulla bolletta energetica, ma anche sull’ottimizzazione degli spazi su cui andrà ad insistere il sistema. Che si tratti di un tetto oppure di un terreno oppure un giardino, avremo bisogno di circa 8 Mq per Kw di potenza installato,

Al momento gli incentivi per la produzione elettrica da fotovoltaico non ci sono più, rimangono però le detrazioni fiscali del 50% che valgono anche per gli impianti solari ibridi, pure in assenza di opere di ristrutturazione edilizia. Inoltre possiamo sfruttare anche lo “scambio sul posto“. Con questa metodologia l’energia elettrica non consumata durante il giorno viene ceduta al gestore elettrico che la reimmette in rete. Il credito che si ottiene è sfruttabile durante la notte quando invece dobbiamo acquistare la corrente perchè non ne produciamo.

Con il solare ibrido risparmiamo anche sullo spazio. Per un impianto da 3kwp abbiamo bisogno al massimo di 25 mq, con un doppio sistema, solare termico + fotovoltaico, ce ne sarebbero voluti circa 30.

Altri produttori di impianti solari ibridi sono Brandoni e Compagnia delle Energie. Un’ azienda americana, la Sundrum, realizza invece strutture con collettore solare termico che possono essere applicate a diversi tipi di moduli fotovoltaici delle migliori marche come Sunpower, Panasonic, Sunpower, Trina ecc.

I prezzi

se calcoliamo che un impianto da 3 kwp con moduli di media qualità ha un prezzo di circa 6mila euro e che un sistema con pannelli solari termici per una famiglia di 4 persone ha un costo di 1500-2000 euro, per i due spenderemo circa 8mila euro. Con il fotovoltaico ibrido riusciamo a risparmiare qualcosa ottimizzando anche gli spazi a nostra disposizione, evitando di montare il collettore solare termico.

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I vari tipi di Pannelli Fotovoltaici dal Silicio al Thin Film

pannellitandemPer la produzione di pannelli solari fotovoltaici si usa una tecnologia molto avanzata e complessa che è molto differente da quella impiegata nei pannelli solari termici. Il funzionamento dei moduli è basato sull’effetto fotovoltaico che si verifica quando materiali semiconduttori opportunamente trattati, convertono la radiazione solare in energia elettrica.

Processo di fabbricazione di base :

1 – In un foglio di materiale semiconduttore puro i chimici introducono degli elementi denominati “droganti” che fanno sì che ci sia un eccesso di elettroni nel semiconduttore . Processo N.

2 – In un altro foglio di materiale semiconduttore si fa lo stesso processo, ma questa volta con un’altra sostanza che provoca una mancanza di elettroni. Processo P.

3 – Ora accade che gli elettroni si muovano dalla parte in eccesso N, a quella dove sono mancanti P. Ciò produce un campo elettrico .

Questo è il funzionamento a grandi linee.

Ci sono diversi tipi di pannelli solari basati su diversi materiali semiconduttori e metodi di produzione impiegati. I tipi di pannelli solari che si possono trovare sul mercato sono:

Puro silicio monocristallino – prodotti sulla base di sezioni di una canna di silicio cristallino puro in un unico pezzo. In laboratorio hanno raggiunto rese massime del 25%;

puro silicio policristallino – i materiali sono simili a quelli del tipo sopra menzionato, ma in questo caso il processo di cristallizzazione del silicio è diverso. I pannelli policristallini sono basati su sezioni di una canna di silicio strutturata come piccoli cristalli disordinati. Essi sono riconoscibili per la superficie che un aspetto sgranato. Hanno performance minori ma prezzi più bassi.

I moduli al silicio cristallizzato hanno un notevole spessore. Impiegando un’altra struttura di silicio o altri materiali semiconduttori si possono ottenere pannelli più sottili e versatili che permettono l’adattamento a superfici irregolari. Si chiamano pannelli a film sottile che si dividono in:
in silicio amorfo – (TFS), anche qui sulla base di silicio, ma a differenza dei due precedenti, questo materiale non segue alcuna struttura cristallina. Pannelli di questo tipo sono comunemente utilizzati per piccoli dispositivi elettronici (calcolatrici, orologi), in piccoli pannelli portatili. La loro performance di picco in laboratorio è stata del 13% e con i moduli commerciali dell’ 8%.

tellururo di cadmio – Performance Laboratory 16% e moduli commerciali 8%

gallio – Uno dei materiali più efficienti. presenta rendimenti di laboratorio del 25,7% e commerciali del 20%

Indio diselenide rame – le rese di laboratorio sono vicino al 17% e i moduli commerciali al 9%

Esistono anche moduli a doppia giunzione Tandem che utilizzano siano tecnologia thin film che a silicio cristallino. Poiché ogni tipo di materiale occupa solo una parte dello spettro della radiazione elettromagnetica, combinando due o tre tipi di materiali è possibile sfruttare una parte maggiore della stessa. Con questo tipo di pannelli si raggiungono rese del 35%.

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Raffreddare la casa con i Pannelli Solari, il Solar Cooling

solarcoolingI pannelli solari non servono solo per produrre acqua calda dal sole, ma anche per raffreddare la casa allo stesso modo di quello che fanno i condizionatori. Sembrerebbe un paradosso: il sole, una fonte di energia che emette tanto calore, come fa a rinfrescare? Il sistema si chiama Solar Cooling. Si tratta di una serie di dispositivi che riescono a produrre aria condizionata e godono anche delle detrazioni fiscali del 65% per il risparmio energetico, previste dal cosiddetto “decreto letta” numero 65-2013.

Come funziona il solar cooling: in maniera semplicistica l’acqua scaldata dal sole evaporando, mette in moto un refrigeratore che raffredda gli ambienti. L’abbiamo fatta semplice, il realtà il processo è più complicato.

Tutti i sistemi di condizionamento utilizzano un ciclo a circuito chiuso in cui scorre un gas refrigerante (solitamente R401A). Il processo di raffreddamento inizia grazie al compressore che pressurizza il gas e lo porta allo stato liquido. Questa parte del funzionamento può essere sostituita con una fonte di calore esterna (come un collettore solare che cattura l’energia del sole) che cattura la temperatura calda e diffonde il calore al refrigerante creando così una pressione all’interno di un circuito chiuso.

Il condensatore si occupa di refrigerare il liquido e renderlo disponibile ai vari ambienti. Ci sono altri metodi poi che utilizzano il solar coolig, ad esempio con dei materiali di tip DEC (Desiccant & Evaporative Cooling Systems) ovvero desiccante che riscono a trattenere l’umidità oppure con macchine frigorifere.

Altri sistemi recentemente presentati si basano su sistemi di trattamento diretto dell’aria, alternative ai sistemi a compressione. SI utilizzano dei deumidificatori rotanti con sostanze assorbenti solide che deumidificano e raffreddano l’aria prelevata dall’esterno grazie all’utilizzo di acqua come refrigerante. Il calore prodotto dai pannelli solari serve invece a rigenerare il deumidificatore. Possono venire impiegati anche pannelli solari ad aria

Il solar cooling è adatto per impianti piuttosto grandi. I costi di installazione e gestione infatti sono notevoli, ma grazie alle detrazioni del 65% che si possono spalmare in 10 anni, l’investimento si riduce molto. In alternativa alle detrazioni sono disponibili anche gli incentivi del Conto Termico.

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