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, sia per scopo residenziale che come impianto fotovoltaico condominiale.
Il funzionamento:
un impianto fotovoltaico ibrido si 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, solare ibrido, 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.
I modelli
Iniziano a trovarsi in commercio sistemi integrati con pannelli solari ibridi per la produzione di energia elettrica con moduli fotovoltaici e di acqua calda con i pannelli solari, sistema ibrido.
Il kit di Wagner & Co Solar Italia ad esempio è formato da un sistema con collettore solare termico con serbatoio per lo stoccaggio dell’ acqua e da uno fotovoltaico, con moduli e componenti di alta qualità per un totale di occupazione della superficie di 30 mq.
I due impianti, facili da assemblare, si installano in contemporanea, con un unico sistema e con componenti premontati. Suntwin consente di generare la propria energia e di rendersi indipendenti sotto questo profilo. Spostando i propri consumi elettrici nelle ore di sole è infatti possibile consumare direttamente il 30-50% di energia prodotta dal sistema fotovoltaico. Il calore prodotto e accumulato in un serbatoio puffer da 700 litri permette inoltre di ridurre fino al 40% i costi della bolletta del gas (occupazione totale dei moduli termici circa 10 mq). Per quanto riguarda il fisco, invece, è possibile usufruire delle detrazioni del 50% (per la parte relativa al solre termico) per le ristrutturazioni edilizie, dal 30 giugno 2013 si abbasseranno al 36%.
Con l’acquisto del kit c’è in regalo il display da tavolo Sunny Beam, per il controllo della resa fotovoltaica, e il dispositivo Alfamix, per alimentare anche la lavatrice ad acqua calda solare.
I 12 moduli fotovoltaici da 240 watt ognuno in silicio policristallino che compongono il kit sono Et Solar con rendimenti che oscillano intorno al 15% e occupano circa 20 mq per una potenza di 2,88 kwp. La garanzia sul modulo è di 25 anni sull’ 80% del rendimento.
Ibrido ad idrogeno
Lo stoccaggio di energia in idrogeno si basa sulla conversione di Elettricità continua in idrogeno mediante un elettrolizzatore, immagazzinamento l’idrogeno generato e, quando necessario, la realizzazione di elettricità dall’idrogeno mediante celle a combustibile.
Negli ultimi anni sono stati registrati notevoli progressi per questa metodologia anche se nella pratica si tratta solo di prototipi non commercializzati.
Lo sviluppo di tecnologie correlate all’idrogeno, migliora l’efficienza delle celle a combustibile e degli elettrolizzatori . Tuttavia, il costo attuale per questa tecnologia è ancora alto, così come il
bassa efficienza energetica (circa il 25-35% dell’efficienza di andata e ritorno rispetto a circa l’80% per le batterie).
impianto fotovoltaico ibrido con accumulo
Un impianto fotovoltaico ibrido con accumulo è un sistema avanzato che combina la produzione di energia solare con la capacità di stoccaggio dell’energia in batterie, consentendo di massimizzare l’autoconsumo e ridurre la dipendenza dalla rete elettrica. Ecco una panoramica dettagliata sui componenti principali, con un focus particolare sul sistema di accumulo con batterie al litio, il dimensionamento e i costi.
Un impianto fotovoltaico ibrido è costituito da:
- Pannelli Fotovoltaici: Convertono la luce solare in energia elettrica.
- Inverter Ibrido: Gestisce la conversione dell’energia solare in corrente alternata utilizzabile e la distribuzione dell’energia tra il consumo immediato, l’immagazzinamento e l’immissione in rete.
- Sistema di Accumulo (Batterie): Conserva l’energia prodotta in eccesso per un uso successivo.
Batterie al Litio per l’Accumulo
Le batterie al litio sono particolarmente apprezzate per il loro elevato rapporto energia/peso, l’efficienza di carica/scarica, la lunga durata e la bassa manutenzione. I modelli più comuni includono:
Tesla Powerwall
- Capacità: 13.5 kWh
- Potenza: 5 kW continuo, 7 kW di picco
- Durata: 10 anni di garanzia
- Costo: Circa 7.000-8.000 euro per unità (senza installazione)
SonnenBatterie
- Capacità: Vari modelli da 5 kWh fino a 15 kWh
- Potenza: Fino a 4.6 kW
- Durata: 10.000 cicli o 10 anni di garanzia
- Costo: Circa 7.000-12.000 euro per unità (senza installazione)
Altri Modelli Simili
- LG Chem RESU: Capacità da 6.5 kWh a 13 kWh, prezzo variabile tra 5.000-8.000 euro.
- BYD Battery-Box: Capacità da 6.4 kWh a 11.5 kWh, prezzo variabile tra 6.000-9.000 euro.
Dimensionamento del Sistema di Accumulo
Il dimensionamento del sistema di accumulo dipende da vari fattori:
- Consumo Energetico Annuale: Si parte dal calcolo del consumo energetico medio annuo della casa.
- Produzione dell’Impianto Fotovoltaico: Dipende dalla potenza dell’impianto (es. un impianto da 6 kW produce circa 7.200 kWh/anno in condizioni ottimali).
- Percentuale di Autoconsumo Desiderata: Solitamente, l’autoconsumo senza batteria è intorno al 30%, che può salire fino al 70-80% con un sistema di accumulo ben dimensionato.
Calcolo Esemplificativo
Per una casa con un consumo annuo di 5.000 kWh e un impianto fotovoltaico da 5 kW, si può stimare la seguente configurazione:
- Stima del surplus energetico: Supponendo che il 30% dell’energia prodotta sia consumata immediatamente, il restante 70% può essere immagazzinato.
- Energia immagazzinabile annuale: Circa 5.000 kWh * 0.7 = 3.500 kWh.
- Capacità delle batterie: Se si desidera un’autonomia di un giorno, una batteria con una capacità di 10-13 kWh (es. Tesla Powerwall) potrebbe essere sufficiente.
Costi
Oltre al costo delle batterie, bisogna considerare:
- Installazione: Può variare da 1.000 a 2.000 euro.
- Inverter Ibrido: Circa 1.500-2.500 euro.
- Eventuali incentivi: In Italia, ad esempio, il Superbonus 110% o altre detrazioni fiscali possono coprire una parte significativa del costo.
Un impianto fotovoltaico ibrido con accumulo può essere un investimento vantaggioso per ridurre i costi energetici e aumentare l’autonomia energetica. La scelta delle batterie al litio, come Tesla Powerwall o Sonnen Batterie, offre affidabilità e lunga durata. Il dimensionamento accurato del sistema è cruciale per ottimizzare i benefici economici e funzionali, con costi che variano in base alle specifiche esigenze e condizioni dell’installazione.