Coso sono i tetti fotovoltaici?

I tetti fotovoltaici sono tetti con impianti fotovoltaici che consistono in un sistema con installazione di pannelli solari dedicati ed integrati nel tetto per mezzo dei quali si trasforma la luce solare in energia elettrica. Il termine fotovoltaico si spiega (quasi) da solo: é composto dalla parola greca phos (=luce) e Volt (=unitá di misura della tensione elettrica). Si tratta dunque della trasformazione di luce in energia elettrica. I dispositivi fotovoltaici trasformano l' energia solare in energia elettrica e operano senza l' ausilio di parti meccaniche e pertanto sono silenziosi e richiedono poca manutenzione. Naturalmente il vantaggio principale di questi sistemi è nell' utilizzo di una fonte energetica inesauribile e gratuita e pulita. L' energia prodotta dai pannelli fotovoltaici viene inserita nell' impianto elettrico esistente e collegato al fornitore di energia elettrica. Pertanto un esempio pratico è che quando viene prodotta più energia di quella richiesta, il sistema può cedere al distributore di energia elettrica (ENEL) l' energia in eccesso, che viene poi ripresa nei momenti in cui l' energia prodotta non è sufficiente o disponibile, per esempio durante le ore notturne. Poi a fine anno si contabilizza l'energia venduta alla rete e quella acquistata dalla rete e il proprietario pagherà la differenza al distributore e inoltre in futuro (come già accade in alcuni paesi) l' elettricità prodotta da questi sistemi potrebbe essere pagata a speciali tariffe.
Lo sviluppo del mercato mondiale dei tetti fotovoltaici installati ogni anno su abitazioni o aziende, balza evidente da questi dati, in kW di picco, raccolti e stimati da esperti americani per la rivista "Renewable Energy World" (luglio-agosto 2000): 1000 kW nel 1990, 2000 nel 1993, 7000 nel 1996, 36.000 nel 1999, 60 mila nel 2000, 800 mila nel 2010. La forte crescita fa capire perché giganti economici come Shell, BP, Amoco, Bayer e Saint Gobain investano da qualche anno grosse somme nel fotovoltaico. All' inizio i cittadini che avrebbero voluto installare sulla propria casa a proprie spese un tetto fotovoltaico allacciato a rete non potevano farlo perché mancava una norma tecnica
sugli "inverter" fra i generatori e la rete, necessari per convertire la corrente continua erogata dal generatore in normale corrente alternata. Ma il fotovoltaico (il sistema che converte direttamente l' energia solare in elettricità) non è l unico modo per catturare energia dal Sole: c'è anche il termico che (nonostante sia più datato e meno redditizio) può rappresentare una valida alternativa. Soprattutto in piccoli centri dove magari è possibile sfruttarlo per scaldare l' acqua. Come a Monsano, un comune delle Marche che, grazie alla cooperativa Monsano Informa, sta facendo partire un progetto per l' installazione di pannelli solari termici sugli edifici del piccolo centro abitato. Sebbene l' effetto fotovoltaico sia stato scoperto già nel 1839, le prime applicazioni pratiche nacquero solo negli anni cinquanta. La fotovoltaica venne sviluppata per i primi satelliti, che furono messi in orbita in quel periodo. Le tradizionali pile, batterie a combustione e l' energia nucleare non erano adatte alle esigenze di allora: dopo un breve periodo l' energia immagazzinata si sarebbe consumata ed il satellite sarebbe divenuto inutilizzabile. Con lo sviluppo di celle solari al silicio ad alto rendimento, la fotovoltaica si rivelò la soluzione ideale per questo impiego. I vantaggi erano evidenti: inesauribilità della fonte d' energia (il sole), nessuna produzione di scorie (gas combusti, residui, ecc.), assoluta assenza di necessità di manutenzione dei componenti , alta affidabilità grazie all' assenza di parti in movimento.
Il funzionamento di una fotocellula (cella fotovoltaica) é estremamente semplice: la luce del sole irradia la cella e produce una tensione elettrica nei cristalli di silicio che può essere prelevata dalla superficie attraverso degli elettrodi e si produce così corrente elettrica. Una cella standard (10x10cm), in caso di pieno irradiamento solare, fornisce una tensione di ca. 0,5V e una corrente di ca. 3A, vale a dire una potenza di ca. 1,5W. Per aumentare la potenza le singole celle vengono assemblate a formare i cosiddetti moduli. Il modulo fotovoltaico è il componente elementare dei sistemi fotovoltaici ed è ottenuto dalla connessione elettrica in serie di più celle in silicio cristallino. I moduli fotovoltaici più comuni sono costituiti da 36 celle connesse in serie, assemblate fra uno strato superiore di vetro ed uno strato inferiore di materiale plastico (Tedlar) e racchiuse da una cornice di alluminio. Nella parte posteriore del modulo è collocata una scatola di giunzione in cui vengono alloggiati i diodi di by-pass ed i contatti elettrici. Il modulo fotovoltaico ha una dimensione di circa mezzo metro quadro e produce 40 - 50 Watt di potenza. Un metro quadrato di moduli, in una tipica zona dell’ Italia meridionale, produce un' energia media giornaliera pari a 0,2 - 0,3 chilowattora nel periodo invernale e a 0,5 - 0,6 chilowattora in quello estivo. Il modulo fotovoltaico è una struttura robusta in grado di garantire molti anni di funzionamento. Un pannello solare di nuova generazione è al silicio monocristallino con celle ad alta efficienza. I dispositivi fotovoltaici sono usati diverse applicazioni: calcolatrici, segnali stradali, radio, applicazioni per telecomunicazioni, illuminazione per zone agricole in paesi in via di sviluppo e rifugi di montagna, rifornimento o integrazione di impianti collegati alla rete di distribuzione elettrica per i mezzi di trasporto, produzione di elettricità su tetti di abitazione ed uffici, satelliti.
L' ENEA sta sperimentando da tempo la produzione di energia elettrica da solare termodinamico: è stata sperimentata e dimostrata utilizzando diverse tecnologie di raccolta e concentrazione della radiazione solare. Per la produzione di energia da immettere in rete vengono utilizzati o sistemi a collettori parabolici lineari o sistemi a torre. Mentre per la produzione destinata a piccole comunità isolate sono utilizzati i sistemi a concentrazione puntiforme (specchi parabolici). Il sistema progettato dall' ENEA combina le due tecnologie dei sistemi a collettori parabolici lineari e dei sistemi a torre e prevede una serie di profonde innovazioni che permettono di superare i punti critici di entrambe. L' impegno pubblico per lo sviluppo della tecnologia fotovoltaica (produzione di energia con pannelli solari) riguarda, da un lato, la ricerca e dall'altro, in modo piu' mirato, la promozione di quei settori di mercato piu' vicini alla competitivita' tecnico-economica. L' integrazione nelle strutture edilizie di sistemi fotovoltaici viene ritenuta una strada promettente per favorire la riduzione dei costi e mitigare i problemi connessi all'occupazione di territorio causata dalle applicazioni fotovoltaiche tradizionali. Con una delibera CIPE del 19 novembre 1998 «Linee guida per le politiche e misure nazionali di riduzione delle emissioni di gas serra» sono stati stabiliti gli obiettivi nazionali di riduzione delle emissioni di gas serra al 2008-2012. Successivamente, è stato approvato dal CIPE il Libro Bianco per la valorizzazione energetica delle fonti rinnovabili, con il quale si individuano, per ciascuna fonte rinnovabile, gli obiettivi che devono essere conseguiti per ottenere le riduzioni di emissioni di gas serra che la precedente delibera CIPE 19 novembre 1998 assegna alla azione «produzione di energia da fonti rinnovabili». Il Libro Bianco stima uno sviluppo annuo simile a quello registrato negli ultimi anni sul mercato internazionale, tale da consentire di giungere al 2008-2012 a una potenza di picco installata di circa 300 MW. Le Regioni (a loro volta) disciplinano gli interventi volti a valorizzare le fonti rinnovabili, assicurando il coordinamento territoriale degli interventi, l' integrazione del fattore energetico nelle politiche settoriali e favorendo il concorso degli Enti locali e dei soggetti pubblici e privati nella definizione ed attuazione delle strategie di intervento. Il Programma Tetti Fotovoltaici, emanato dal Ministero dell'Ambiente e Tutela del Territorio (MAMB) e finalizzato alla realizzazione di impianti fotovoltaici, collegati alla rete elettrica e integrati nelle strutture edilizie (tetti, terrazze, facciate, elementi di arredo urbano) prevede la possibilità per soggetti pubblici e privati di beneficiare di un contributo in conto capitale per l' installazione di impianti fotovoltaici (tetti fotovoltaici) presso strutture edilizie di loro proprietà. Per i soggetti privati, nel 2001 tutte le Regioni, eccetto la Sicilia, hanno presentato i relativi bandi. I progetti approvati sono attualmente in fase di realizzazione. Per l' anno 2003, un nuovo decreto pubblicato sulla GU 199 del 26/08/2002 ha permesso il proseguimento del programma mediante l’ attivazione di nuovi bandi regionali. Il Ministero dell’ Ambiente e della Tutela del Territorio con Decreto 11 aprile 2003 ha pubblicato sulla GURI del 25/09/03 la ripartizione delle risorse finanziarie , tra le Regioni e le Province autonome che hanno aderito al programma "Tetti fotovoltaici - nuovi bandi regionali". Destinatari del finanziamento sono le Regioni e Province Autonome che hanno aderito al programma. Per le finalità di cui al presente decreto, è impegnata la somma di Euro 10.337.445,65. Nel fotovoltaico, con 20 MW, l’ Italia è al quinto posto dopo Giappone, Germania, Usa e Australia, mentre nel settore dell’eolico è al sesto posto, con 697 MW, dopo Germania, Spagna, USA, Danimarca e India. L' Italia è quindi avanti a molti altri paesi dell' Unione Europea. Dal 2002 l’ Italia si è dotata di una legislazione innovativa volta ad incrementare la produzione di elettricità da energie rinnovabili: gli impianti eolici, idroelettrici, geotermici, solari, a biomassa dovranno sempre più sostenere il carico dell’energia richiesta, anche grazie a politiche di incentivazione, come quella relativa ai “Certificati verdi”. Per stimolare anche in Italia la realizzazione di impianti fotovoltaici realmente integrati negli edifici, è stato avviato il Programma "Fotovoltaico ad alta valenza architettonica". Il Programma prevede la realizzazione di impianti fotovoltaici integrati negli edifici ad alta valenza architettonica, da realizzarsi presso amministrazioni pubbliche. Stanno creandosi le condizioni per uno sviluppo reale ed accelerato di tecnologie che, puntando sulle fonti rinnovabili e associate ad una seria politica di risparmio energetico e di razionalizzazione dei consumi, possano ridurre gli effetti nocivi sull’ ecosistema, traducendo gradatamente in realtà le raccomandazioni del Protocollo di Kyoto.

 

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