Pannelli Solari per il Riscaldamento di casa

Come abbiamo già visto in un precedente articolo relativo al collettore solare termico, i pannelli solari possono essere utilizzati per produrre acqua calda. Il loro uso non è soltanto sanitario, ovvero non li utilizziamo solo per farci la doccia calda, ma potrebbero tornare utili per riscaldare la casa durante la stagione invernale.

In fin dei conti quello che fanno le caldaie a gas è proprio questo. Scaldare l'acqua che va ai termosifoni. Se riuscissimo a farlo con il sole azzereremo la bolletta del gas. Tutto ciò è realizzabile con pannelli solari termici e riscaldamento a pavimento  con pannelli radianti (vedi http://www.riscaldamentoapavimento.org/) , battiscopa, parete o a soffitto.

Già vedo avanzare le vostre obiezioni. Come fare d'inverno a produrre acqua calda quando non c'è il sole e piove, oppure quando il sole è fiacco? Innanzitutto utilizziamo dei pannelli solari heatpipe ovvero sottovuto (vedi foto sotto), che riescono ad essere molto efficienti anche in inverno con poca insolazione oppure solo con la luce del giorno.

L'impianto sarà a circolazione forzata, ovvero l'acqua viene spinta all' interno del circuito a pavimento attraverso una pompa alimentata elettricamente.

Ogni tubo dell'impianto ha al suo interno un altro tubo innestato sottovuoto, senza aria. Tutto ciò è necessario per eliminare le perdite di calore e sfruttare quindi al massimo l’energia solare, ecco perchè sono molto performanti anche nella stagione fredda. I tubi heatpipe sono innestati in parallelo uno dopo l’altro ed inseriti a baionetta al sistema di raccolta acqua. Sono efficienti anche in giornate con poca insolazione, nuvolose, in climi freddi del nord Italia. Ovviamente, in caso di giornate di pioggia che si ripetono nel corso dei giorni il loro lavoro è integrato con una caldaia a gas.

Quindi i pannelli solari termici producono acqua calda. Come si fa ora a scaldare la casa? Utilizziamo il riscaldamento a pavimento a pannelli radianti, ovvero l'installazione di una serie di tubi sotto il pavimento stesi a serpentina per tutta la casa (vedi foto sotto).

I tubi sono connessi ai moduli solari che forniscono acqua calda. Perchè utilizzare il riscaldamento a pavimento e non i normali termosifoni? Con i normali radiatori dovremmo avere una temperatura dell' acqua di 70-80 gradi, con il riscaldamento a pavimento di 35 gradi, quello che si può ottenere con il sole invernale.

La notte quando la temperatura cala sottozero: è chiaro che in pieno inverno, quando magari piove da sette giorni di seguito, i pannelli solari non ce la fanno a portare la temperatura a 35 gradi In quel caso interviene una serpentina elettrica posta nel serbatoio di stoccaggio dell' acqua che la scalda, oppure utilizziamo una normale caldaia a gas che interviene quando la temperatura scende sotto una certa soglia. Ovviamente non avremo riscaldamento a zero emissioni, ma il risparmio è comunque nell' ordine dell' 80%.

Per evitare di rompere il pavimento per l'installazione dei tubi possiamo utilizzare il riscaldamento a battiscopa (vedi sotto) in cui i tubi passano per lo zoccoletto, oppure a parete o a soffitto. Il sistema è sempre lo stesso.

I vantaggi non sono solo relativi al risparmio energetico, con il riscaldamento a pavimento non avremo più in casa zone troppo fredde o troppo calde, ma un calore omogeneo, in più potremo girare per casa scalzi. Lo svantaggio è rappresentato dal fatto che non potremo utilizzare i tappeti. Il riscaldamento a pavimento si può montare anche con il parquet che però deve essere "flottante" ovvero non incollato.

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Gli incentivi anche per i Pannelli per produrre acqua calda

Si chiama CONTO TERMICO e, a differenza del conto energia, è dedicato questa volta ai pannelli solari per la produzione di acqua calda. Parliamo di incentivi, ovvero soldi erogati dal GSE, Gestore dei Servizi Energetici, sotto forma di bonifico bancario divisi in tranche annuali per un totale compreso tra 2 e 5 anni per l'acquisto di sistemi ad energia solare. 

Il conto termico è regolato dal decreto del Ministero dello Sviluppo Economico dello scorso 28 dicembre 2012 ed è stato pubblicato in Gazzetta Ufficiale numero 1 del 2 gennaio 2013.

I soldi erogati variano a seconda della potenza dell' impianto o dalle sue dimensioni, i pannelli solari per la produzione di acqua calda non devono superare i 1000 mq, a seconda della grandezza ovviamente gli incentivi diminuiscono. Sono incentivati anche sistemi di solar cooling, raffreddamento con il sole, coibentazione, pompe di calore, termocamini a biomassa e pellet, caldaie a condensazione, isolamento di superfici opache, installazione di sistemi di ombreggiamento o schermatura.

Alcuni esempi di incentivi:

Coloro che sostituiscono la stufa a legna con quella a Pellet con potenza da 10 kw:

caratteristiche del generatore installato:

• 2 rate annuali da 524 € - zona E (ad esempio Milano)

• 2 rate annuali da 431 € - zona D (es. Roma o Firenze)

• 2 rate annuali da 339 € - zona C (es. Bari o Napoli)

Installazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda per uso sanitario:

• pannelli solari piani

• superficie lorda dei collettori: 4 mq

incentivo corrisposto dal GSE: 2 rate annuei da 680 €

In questo caso in pratica si copre il 70% del costo dell' impianto. Un impianto per 4 persone costa circa 1500 euro con serbatoio da 300 litri.

Scaldacqua a pompa di calore: incentivo massimo pari al 40% della spesa con limite massimo pari a :

• quantità minore o uguale a 150 litri incentivo di 1 anno 400 euro

• quantità maggiore a 150 litri incentivo di 2 anni 700 euro

Installazione di caldaia a biomassa con potenza minore di 35 kw

durata incentivo 2 anni se in zona C 3465 euro se in zona E 5355 euro

Per conoscere i dettagli dell' incentivo completo il Gse ha messo a disposizione questa brochure esplicativa.

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Impianti Fotovoltaici su Pensiline e Tettoie

I pannelli fotovoltaici possono essere non solo installati su tetti o terreni, ma anche su tettoie o pensiline, su frangisole, su un pegolato che permettono ugualmente di godere degli incentivi del conto energia o comunque di ottenere le detrazioni fiscali, anche senza una ristrutturazione edilizia.

Un'installazione del genere ha il vantaggio di ottenere un'integrazione architettonica perfetta aggirando gli stretti regolamenti comunali che vietano, ad esempio, di installare un impianto fotovoltaico nel centro storico di una cittò.

Quali sono le caratteristiche  che devono possedere le pensiline fotovoltaiche? Quale è il loro prezzo? Andiamo per ordine.

In merito alle caratteristiche le disposizioni vengono date direttamente dal regolamento del Gse, Gestore dei servizi energetici che può essere consultato a questo indirizzo.

Si definisce frangisole una tettoia atta alla produzione di ombreggiatura per superfici trasparenti (vetri, porte vetrate, finestre). Nella prima foto c'è un esempio di una tettoia frangisole idonea con pannelli solari, la lunghezza della quale non deve essere superiore al doppio dell’ apertura delle finestre.

Nella seconda foto c'è una tettoia frangisole non idonea perchè la lunghezza supera il doppio dell' apertura delle finestre sulle quali è collocata.

Per quanto riguarda le tariffe incentivanti le tettoie sono equiparate a impianti fotovoltaici su edificio, quindi in maniera attuale (vige il conto energia, al momento terminato) la remunerazione (impianto con potenza compresa tra 1 e 3kwp) è pari a 182 euro per Mwh prodotto nell'anno (tariffa omnicomprensiva) a cui si aggiungono 100 euro per Mwh prodotto come energia consumata in sito.

Ci sono in vendita anche delle pensiline fotovoltaiche in cui poter parcheggiare l'auto. Sono dei kit che vengono installati a terra con tubolari di acciaio. 

Un esempio è quello della Suncarport (in foto al lato) per una potenza di 2,88 kwp per un peso di 1000 chili circa e che misura 4,4 per 4,9 metri con altezza massima 3 metri e minima 2. Prezzo 9mila euro. Sono presenti 18 moduli fotovoltaici a silicio cristallino.

Per quel che riguarda i tetti esistono le tegole fotovoltaiche prodotte da Rem Energies che sostituiscono completamente i coppi di una tettoia. All' interno di ognuno di essi c'è una cellula in thin film che ha, ovviamente un rendimento piú basso rispetto ad una pannello in silicio cristallino.

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Il mercato dei pannelli fotovoltaici in Europa le previsioni

Non sarà un grande anno quello del 2015 per la vendita dei pannelli fotovoltaici. La contrazione in Europa prevista sarà del 26 % (fonte solarbuzz). I motivi sono diversi: la crisi, ma soprattutto il taglio degli incentivi al fotovoltaico di molti governi europei. In Italia il conto energia giunto alla quinta edizione è praticamente agli sgoccioli, il tetto massimo di 6,7 miliardi previsto dal decreto del 5 luglio 2012 è praticamente stato quasi raggiunto.

Il mercato si sta spostando in Asia. E' qui che i costruttori di pannelli fotovoltaici stanno concentrando il loro interesse e le previsioni per il 2015 fanno pensare a +50%.

Sarà la politica ancora una volta a fare la differenza, almeno in Italia. L'arrivo del Movimento 5 Stelle che ha fatto dell'energia pulita una delle sue battaglie potrebbe portare ad nuovo Conto energia, il sesto, magari più ricco. A quel punto il settore potrebbe esplodere di nuovo, grazie anche al prezzo dei moduli che è in costante caduta (un sistema da 3 kwp, magari di tipo cinese, costa circa 6-7 mila euro). 

La crescita del mercato europeo potrebbe così contribuire a spingere la produzione oltre i 40 Gw, arrivando alla soglia dei 45.Tuttavia, senza modifiche significative alla direzione politica attuale nei diversi mercati europei, un rimbalzo è difficile da immaginare. Con l' instabilità macroeconomica, è molto più probabile che i mercati asiatici guideranno in futuro il settore fotovoltaico con la Cina a fare la differenza.

Nel 2013 è infatti molto probabile che la domanda proveniente dalla Cina rappresenti oltre il 50% del totale del mercato asiatico. Tuttavia, date le controversie commerciali in corso, molte delle quali riguardano proprio i moduli prodotti in Cina l'equilibrio Cina / Europa l'equilibrio potrebbe spostarsi.

Ai consumatori però interessa il prezzo dei moduli. Al momento, per il 2015, non si prevedono grossi ribassi, la domanda è in calo, anche se i prezzi sono comunque in flessione ed i produttori hanno diminuito la produzione, mentre qualcuno è andato proprio in crisi (vedi la storia della Sunpower che per salvarsi a ricevuto 1,2 miliardi di dollari dal governo Obama). Come detto se non ci saranno novità sugli incentivi, i prezzi sono destinati a rimanere costanti.

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Il rendimento ed i prezzi dei Pannelli Thin Film

I pannelli solari a film sottile , thin layer, sono moduli realizzati tramite il deposito di più strati finissimi di materiale fotovoltaico. A differenza dei classici pannelli solari a silicio mono o policristallino possono quindi essere piegati come delle lastre ed adattati a qualsiasi tipo di superficie, anche curva ed irregolare. 

Di solito sono classificati in base al materiale utilizzato per la produzione: 

-Silicio amorfo (a-Si) e altri film sottile di silicio (TF-Si); 

-Tellururo di cadmio (CdTe) 

-Seleniuro di rame indio gallio (CIS o CIGS)

I pannelli fotovoltaici a film sottile sono stati utilizzati per la prima volta nelle calcolatrici solari, dopodichè il loro utilizzo si è affermato nei classici impianti. Molte ricerche dicono che il futuro sarà loro, bassi costi di produzione e tecnologia in fase di avanzamento porteranno a superare i loro "cugini" fra meno di 10 anni, abbassando così il prezzo fino a raggiungere la grid parity (stesso costo tra produzione di 1 watt di energia elettrica con fotovoltaico e acquisto presto compagnie).

Perche sceglierli: vengono utilizzati per l'installazione sui tetti degli edifici, specialmente quando devono essere integrati architettonicamente. E' questo il loro punto di forza. Visto che sono flessibili, si adattano a qualsiasi superficie, seguendo il profilo dell'edificio. Pesano inoltre pochissimo rispetto ai tradizionali pannelli fotovoltaici è possono essere calpestati (con cautela). Possono quindi essere installati non solo sui tetti, ma anche verticalmente sulle finestre, o in qualsiasi altro luogo in cui i tradizionali pannelli a silicio non entrano perchè poco adattabili. 

Integrazione architettonica dei pannelli solari significa non solo "mimetizzazione" e quindi la possibilità di installare un impiuanto anche in case che si trovano in centri storici, ma anche usufruire di ghiotti incentivi del conto energia superiori a qualsiasi altro tipo di impianto. 

Svantaggi: il loro rendimento è minore rispetto agli altri. Se un pannello fotovoltaico di tipo economico, riesce ad avere un rendimento del 15%, i thin film difficilmente vanno oltre l'8%. Insomma la metà. 

Questo significa che per avere la stessa produzione di energia di un impianto a silicio cristallino ci vuole il doppio dello spazio. Per 3kwp quindi circa 55-60 mq.

I prezzi: First Solar, una delle più grandi compagnie al mondo produttrici di moduli fotovoltaici, sostiene che nel 2020 il prezzo per watt di un modulo thin film arriverà a costare 70 centesimi di dollari. Un impianto da 3 kwp costerebbe quindi poco più di 2mila dollari. Al momento accontentiamoci di un prezzo approssimativo compreso tra 1,2 e 1,8 euro per watt, in attesa che la grid parity sia raggiunta.

I produttori: in Italia sono in molti a distribuire pannelli thin film. Citiamo Bosch, Kaneka, Sharp, Sunpower, Conergy.

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