Quando si fa strada nella mente l’ipotesi di installare un impianto fotovoltaico, “risparmio energetico” è il primo concetto che viene in mente.

Un concetto, in realtà, molto generico e talvolta poco chiaro per i consumatori: molta è, infatti, la confusione che constatiamo intorno al concetto di risparmio energetico.

Moltissimi sono i consumatori convinti che l’installazione di un impianto fotovoltaico, indipendentemente dalla progettazione, dal dimensionamento e da tutte le variabili implicate, comporti un azzeramento della bolletta elettrica.

Ma è davvero così?

Siamo consapevoli che alcune convinzioni imprecise, per non dire scorrette, siano la conseguenza di tanta pubblicità volutamente ambigua che, unita alla scarsa conoscenza di alcuni concetti tecnici, comporta una parziale incomprensione dei fatti.

Questo articolo ha proprio l’obiettivo di fare chiarezza sul concetto di fotovoltaico correlato al risparmio energetico.

Per arrivare a comprendere bene la questione, partiremo da alcune nozioni fondamentali, come il funzionamento dell’impianto e i suoi componenti.

Non stiamo tergiversando: arriveremo step by step a comprendere in maniera chiara e semplice cosa vuol dire realmente “Risparmio energetico”, quando si parla di fotovoltaico.

Seguici fino alla fine e, ne siamo sicuri, a lettura ultimata, avrai le idee più chiare.

Partiamo dalle basi: l’Impianto Fotovoltaico e il suo funzionamento

Un impianto fotovoltaico è un sistema di componenti che funzionano in sinergia per produrre elettricità, partendo dall’energia solare.

Il vantaggio di questa modalità di produzione dell’energia ti è sicuramente noto: sfruttando il sole per soddisfare il fabbisogno energetico, impieghiamo una fonte pulita e rinnovabile, riducendo il nostro impatto ambientale.

I componenti essenziali di un impianto fotovoltaico sono essenzialmente due: i moduli fotovoltaici e l’inverter. A questi due, se ne aggiunge un terzo, il sistema di accumulo, che è facoltativo e viene installato solo in determinate circostanze.

I pannelli fotovoltaici e l’effetto fotovoltaico

La produzione di energia elettrica parte dai pannelli fotovoltaici, che funzionano grazie all’effetto fotovoltaico, un fenomeno fisico che sfrutta le proprietà dei semiconduttori. Quando un fotone, ovvero una particella di luce, colpisce una cella fotovoltaica composta da un materiale semiconduttore come il silicio, cede la sua energia ad un elettrone, promuovendolo dalla banda di valenza alla banda di conduzione. 

Questa transizione genera una coppia elettrone-lacuna che, in presenza di un campo elettrico interno alla cella, crea una corrente elettrica continua. Per rendere possibile questo processo, il silicio, che compone le celle fotovoltaiche, viene “drogato”, ossia viene arricchito di impurità controllate, che permettono di creare una giunzione p-n, fondamentale per separare le cariche generate dalla luce e incanalare la corrente elettrica verso un circuito esterno. 

L’efficienza di una cella fotovoltaica dipende da diversi fattori, tra cui la qualità del materiale semiconduttore, la struttura della giunzione p-n, le perdite resistive e la capacità di assorbire la radiazione solare in un ampio spettro. 

In questo senso, i pannelli più performanti sono quelli in silicio monocristallino che, grazie alla purezza del materiale, garantiscono un rendimento eccellente. 

L’inverter fotovoltaico: dalla corrente continua alla corrente alternata

Una volta prodotta questa corrente elettrica, viene incanalata verso un inverter.

L’inverter fotovoltaico è il dispositivo che rende possibile utilizzare l’energia prodotta dai pannelli solari. La sua funzione primaria è quella di convertire la corrente continua (CC), generata dai pannelli fotovoltaici, in corrente alternata (CA), la stessa che alimenta le nostre abitazioni. 

Oltre a questa trasformazione fondamentale, l’inverter svolge un ruolo cruciale nell’ottimizzazione della produzione energetica, monitorando costantemente l’impianto e adattandosi alle condizioni climatiche. Molti inverter sono dotati di funzionalità avanzate, come la gestione di sistemi di accumulo, la comunicazione con altri dispositivi smart home e la protezione da eventuali guasti. Grazie a questi dispositivi, l’energia solare può essere integrata in modo efficiente e sicuro nel nostro sistema energetico, contribuendo alla riduzione delle emissioni e alla transizione verso fonti di energia rinnovabile.

Il sistema di accumulo fotovoltaico

Come ti abbiamo anticipato, la batteria di accumulo non è un componente fondamentale dell’impianto: puoi decidere di installare i tuoi pannelli fotovoltaici, senza necessariamente mettere in conto questo costo in più.

Tuttavia, visto che stiamo parlando di Fotovoltaico e Risparmio Energetico e visto che questi concetti ci serviranno successivamente, ti lasciamo qualche nozione anche su questo componente.

Il sistema di accumulo fotovoltaico è sostanzialmente il serbatoio energetico del tuo impianto: la sua funzione è immagazzinare l’energia elettrica prodotta dai pannelli solari durante le ore diurne, rilasciandola quando ce n’è bisogno, ad esempio durante la notte o nei periodi di scarsa insolazione. 

Questo permette di aumentare l’autoconsumo dell’energia prodotta e di ridurre la dipendenza dalla rete elettrica. 

Il funzionamento di una batteria di accumulo è relativamente semplice: durante il giorno, l’energia in eccesso prodotta dai pannelli solari viene convertita in corrente continua e immagazzinata nelle batterie. 

Quando la produzione fotovoltaica diminuisce o cessa, l’inverter preleva l’energia dalle batterie e la converte in corrente alternata per alimentare gli elettrodomestici: in questo modo non è necessario prelevare dalla rete elettrica, riducendo ulteriormente i costi in bolletta.

Per queste ragioni, l’installazione di un sistema di accumulo è particolarmente consigliata se desideri massimizzare l’autonomia energetica della tua abitazione o se sei conscio di avere un elevato consumo energetico durante le ore serali.

Fotovoltaico e risparmio energetico: un po’ di chiarezza su alcuni concetti fondamentali

Come detto in apertura, quando si parla di fotovoltaico, è impossibile non fare riferimento al concetto di “risparmio energetico”. Nei fatti, è sicuramente vero che i due concetti sono strettamente connessi, ma il punto è capire bene come e perché.

Se in questa prima parte dell’articolo ti abbiamo spiegato com’è fatto un impianto fotovoltaico, un motivo c’è: per capire realmente il concetto di risparmio energetico, bisogna capire bene come funziona un impianto fotovoltaico. In questo modo, sara più chiaro anche come il risparmio possa essere ottimizzato, per garantirci un effettivo beneficio, sia in termini economici, che in termini ambientali.

Come si ottimizza l’utilizzo di energia prodotta dall’impianto fotovoltaico

Abbiamo visto che i pannelli fotovoltaici lavorano e funzionano grazie alla luce del sole: è durante le ore diurne, infatti, che si può verificare l’effetto fotovoltaico, che permette, tramite inverter, di avere energia a tua disposizione in casa.

Pertanto, l’energia di un impianto fotovoltaico è pensata per un utilizzo istantaneo, ossia per essere prodotta e utilizzata al momento: è questo il sistema migliore per ottenere il massimo del risparmio energetico dall’impianto fotovoltaico.

Ovviamente stiamo ragionando in termini teorici.

Siamo ben consapevoli che buona parte dei consumatori non riesca ad utilizzare l’energia prodotta dall’impianto durante le ore diurne, poiché in quella fascia oraria una buona percentuale di persone è fuori, per lavoro o altre necessità. 

Ma dove finisce l’energia che non utilizzi?

L’energia prodotta e non utilizzata finisce in rete. 

Al momento dell’installazione dell’impianto, l’appartamento viene dotato di un contatore  bidirezionale, in grado di conteggiare sia i prelievi dalla rete, che le immissioni in rete.

Quando l’impianto produce energia che non utilizzi, questa viene immessa in rete e viene ripagata attraverso meccanismi come lo Scambio sul posto (che dovrebbe cessare da gennaio 2025) e il Ritiro Dedicato.

L’energia che hai dato alla rete non è persa, ma ti viene pagata al Prezzo unitario PUN.

Nota: Se vuoi avere idea di quanto costi l’energia che prelevi, devi fare riferimento alle tariffe del tuo gestore elettrico, ma in linea generale il costo finale in bolletta è dato dal PUN a cui si aggiunge un costo variabile dai 7 ai 12 centesimi circa. 

In alternativa, puoi installare un sistema di accumulo

Se vuoi essere sicuro di utilizzare al massimo tutta l’energia prodotta dal tuo impianto fotovoltaico, puoi installare un sistema di accumulo che, come abbiamo visto nel paragrafo dedicato, conserva l’energia per utilizzi successivi.

In questo modo, riduci i prelievi dalla rete elettrica e, di conseguenza i costi in bolletta.

Naturalmente, prima di cantare vittoria, bisogna ragionare sul costo della batteria di accumulo, sul suo dimensionamento e sulla sua effettiva necessità: può avere o non avere senso questo investimento, in base alle abitudini energetiche, al dimensionamento dell’impianto e alla possibilità di spesa.

Una riflessione sul concetto di fotovoltaico e risparmio energetico

A fronte di ciò che abbiamo appena detto, in merito al funzionamento dell’impianto fotovoltaico, per parlare di risparmio energetico, un primo punto di partenza è quello delle abitudini di consumo.

Certamente non è possibile modificare tutte le abitudini, ma riflettere sulla possibilità di impiegare al massimo l’energia prodotta dall’impianto per un consumo istantaneo può avere senso.

Anche ragionare sul fatto che l’impianto produca il massimo dell’energia nelle ore centrali e nei mesi estivi ha senso, perché idealmente è in quei momenti che si concentra il picco di produzione e, di conseguenza, il massimo risparmio ottenibile.

Ad esempio, potresti valutare di sfruttare il timer di alcuni elettrodomestici per farli funzionare durante quelle ore o valutare seriamente un accumulo fotovoltaico se il grosso dei tuoi consumi si concentra nelle fasce orarie serali e in concomitanza con la stagione fredda, caratterizzata da meno ore di luce e da un irraggiamento solare inferiore.

Insomma, riflettere sul risparmio energetico fotovoltaico ha molto senso, se si ragiona nell’ottica di provare a modificare, per quel che è possibile, le proprie abitudini e se si ha contezza effettiva della capacità di produzione dell’impianto in determinati momenti del giorno e dell’anno.

Fotovoltaico e risparmio energetico: qualche dato per ragionare in termini più concreti

In termini più realistici, il risparmio energetico è la conseguenza di due fattori:

• quanta energia non prelevi dalla rete grazie all’impianto fotovoltaico (autoconsumo);

• quanta energia immetti in rete e ti viene pagata al Prezzo Unitario Nazionale (Pun).

Nel caso dell’autoconsumo, la percentuale di risparmio dipende, come abbiamo visto dalle abitudini di consumo, dal dimensionamento dell’impianto e dalla presenza o meno di un sistema di accumulo, che ti permette di essere più indipendente dai prelievi dalla rete.
Il GSE fissa la percentuale di autoconsumo, in assenza di batteria di accumulo, al 30%

Nel secondo caso, cioè in riferimento al quantitativo di energia immesso in rete, molto dipende dal dimensionamento dell’impianto, di cui parleremo nel prossimo paragrafo. 

Volendo fornire un esempio molto indicativo e senza pretesa di esaustività, proviamo a calcolare il risparmio energetico di un impianto fotovoltaico con un sistema di accumulo, da 4,5 kWp, la cui produzione energetica annua potrebbe oscillare tra i 4.500 e i 6.750 kWh, a seconda delle condizioni climatiche e della zona geografica. 

Con un sistema di accumulo, si potrebbe raggiungere un autoconsumo del 70% (anche superiore).

Supponendo un costo dell’energia elettrica di 0,30 €/kWh, un autoconsumo del 70% e un bonus GSE di 0,10 €/kWh, si potrebbe stimare un risparmio annuo compreso tra 1.350 e 2.025 euro. 

Arrivati qui, dunque, sorge spontanea la domanda: come scegliere l’impianto giusto?

Ne parliamo nel prossimo paragrafo.

Come Scegliere l’Impianto Fotovoltaico Giusto per ottenere un concreto risparmio energetico

Un tema imprescindibile, legato al fotovoltaico e all’annesso risparmio energetico, è senza dubbio quello che riguarda la scelta dell’impianto fotovoltaico.

Parliamo, nello specifico, del corretto dimensionamento, da cui poi dipende la scelta dei singoli componenti.

Nella fase iniziale della progettazione dell’impianto fotovoltaico si ragiona proprio su variabili fondamentali, come il fabbisogno energetico, l’irraggiamento solare, la dimensione del tetto e così via, per ottenere il corretto dimensionamento dell’impianto, ossia la potenza che permetterà di soddisfare le proprie esigenze energetiche, senza rischio di installare un impianto troppo piccolo o troppo grande, poiché in entrambi i casi verrebbe compromessa la qualità dell’investimento.

Se stai pensando di installare un impianto fotovoltaico aziendale, potrebbe essere molto utile la lettura di questo articolo!

Il Dimensionamento dell’impianto 

Il dimensionamento corretto di un impianto fotovoltaico è un processo complesso che richiede un’analisi attenta di numerosi fattori. Il primo passo consiste nell’individuare il fabbisogno energetico annuale, ovvero la quantità di energia elettrica consumata in un anno. Si tratta di un dato che è facile da ricavare: basta verificare il consumo energetico sulle bollette della luce degli ultimi 12 mesi,

Successivamente, si procede alla valutazione delle risorse solari disponibili nel sito di installazione, tenendo conto dell’irradiazione solare, dell’orientamento e dell’inclinazione del tetto, e dell’eventuale presenza di ombreggiamenti. Sulla base di questi dati, si può stimare la produzione energetica annua attesa dall’impianto. 

Gli addetti ai lavori utilizzano software di progettazione fotovoltaica, per ottenere calcoli precisi e molto dettagliati: ad esempio, consentono di simulare il comportamento dell’impianto in diverse condizioni climatiche e di valutare l’impatto di eventuali ombreggiamenti. Inoltre, permettono di dimensionare correttamente i componenti dell’impianto, come i moduli fotovoltaici, l’inverter e il sistema di accumulo, se previsto. 

Da questa approfondita analisi, è possibile ricavare anche i costi di installazione e i tempi di ritorno dell’investimento, consentendo di valutare con obiettività la convenienza economica dell’impianto.

Per ottenere un dimensionamento ottimale, è fondamentale considerare anche altri fattori, quali:

• Le caratteristiche dell’edificio: l’orientamento del tetto, la presenza di elementi ombreggianti e l’isolamento termico influenzano la produzione energetica dell’impianto.
• Il tipo di consumo: un profilo di carico più uniforme facilita la gestione dell’energia prodotta.
• Le politiche di incentivazione: le detrazioni fiscali e gli incentivi legati alla produzione di energia rinnovabile possono influenzare la scelta delle tecnologie e la dimensione dell’impianto.

Le diverse tipologie di pannelli fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici si dividono principalmente in tre categorie, in base al materiale con cui sono realizzati: monocristallini, policristallini e a film sottile. 

I monocristallini, realizzati con silicio purissimo, dall’estetica caratterizzata dal tipico colore blu scuro tendende al nero, offrono la massima efficienza, ma sono anche i più costosi. Vengono generalmente preferiti in quelle situazioni dove sia necessario ottimizzare lo spazio, magari in presenza di tetti piccoli.

I policristallini, costituiti da frammenti di silicio, che conferiscono un colore blu cangiante, quando colpiti dal sole, rappresentano un buon compromesso tra costo ed efficienza, risultando la scelta più popolare per le installazioni residenziali. Infine, i pannelli a film sottile, più sottili e flessibili, sono generalmente meno efficienti ma anche più economici, trovando applicazione in contesti specifici come tetti con vincoli strutturali o installazioni su superfici curve. 

La scelta del tipo di pannello dipende da diversi fattori, tra cui il budget disponibile, lo spazio a disposizione sul tetto, le condizioni climatiche della zona e le esigenze energetiche dell’abitazione. 

Ad esempio, se vuoi installare un impianto fotovoltaico su un’abitazione residenziale con un tetto ampio e un budget medio, i pannelli policristallini sono probabilmente la scelta più indicata, mentre se si dispone di uno spazio limitato e si è disposti a investire in una tecnologia più performante, i pannelli monocristallini possono essere la soluzione ideale. 

I pannelli a film sottile, invece, sono meno adatti a installazioni per uso domestico e vengono generalmente preferiti per applicazioni specifiche, come ad esempio l’integrazione nei tetti o nelle facciate degli edifici.

6 fattori da considerare per scegliere il pannello fotovoltaico che ti garantisce un maggior risparmio energetico

• Efficienza: i pannelli monocristallini offrono la massima efficienza, seguiti dai policristallini e dai film sottili.
• Costo: i pannelli a film sottile sono i più economici, mentre i monocristallini sono i più costosi.
• Estetica: l’aspetto dei pannelli può influenzare la scelta, soprattutto per le installazioni a vista. Di solito, per questioni relative all’estetica, vengono preferiti i pannelli monocristallini.
• Spazio disponibile: per tetti piccoli, i pannelli monocristallini possono essere più adatti grazie alle loro dimensioni ridotte.
• Condizioni climatiche: in zone con temperature elevate, il coefficiente di temperatura dei pannelli può influenzare la loro performance.
• Durata: i pannelli monocristallini hanno generalmente una durata maggiore rispetto agli altri tipi.

Inverter fotovoltaico: cos’è e come funziona

L’ inverter fotovoltaico è il dispositivo elettronico essenziale nei sistemi di energia solare. La sua funzione principale è convertire la corrente continua (DC) generata dai pannelli solari in corrente alternata (AC), utilizzabile per alimentare abitazioni, aziende o essere immessa nella rete elettrica.

Come funziona un inverter fotovoltaico?

1. Conversione da DC a AC: i pannelli solari generano corrente continua (DC). L’inverter fotovoltaico converte questa corrente DC in corrente alternata (AC), che è lo standard utilizzato nelle case e nelle aziende.
2. Massimizzazione del punto di massima potenza (MPPT): la tecnologia MPPT ottimizza la produzione di energia dei pannelli solari. Monitora costantemente la tensione e la corrente dei pannelli solari per assicurarsi che funzionino al loro massimo potenziale, anche in condizioni di luce variabile.
3. Sincronizzazione con la rete: l’inverter sincronizza la corrente AC generata con la frequenza e la tensione della rete elettrica, garantendo un’integrazione fluida e sicura.
4. Funzioni di sicurezza: gli inverter fotovoltaici includono diverse funzioni di sicurezza, come la protezione da sovracorrente, sovravoltaggio e cortocircuito, per salvaguardare il sistema e prevenire incidenti.

8 fattori chiave da considerare nella scelta di un inverter fotovoltaico

• Tipo di inverter: esistono diversi tipi di inverter, tra cui string inverter, microinverter e ottimizzatori di potenza. Ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi, quindi è importante scegliere quello giusto per le proprie esigenze specifiche.
• Efficienza: l’efficienza di un inverter determina quanta potenza DC dai pannelli solari viene convertita in potenza AC utilizzabile. Un’efficienza più alta significa meno energia sprecata.
• Potenza: la potenza dell’inverter deve corrispondere alla potenza totale del sistema di pannelli solari. Un inverter sottodimensionato limiterà le prestazioni del sistema, mentre uno sovradimensionato potrebbe essere inefficiente.
• Marca e reputazione: il consiglio è quello di scegliere un marchio affidabile con una comprovata esperienza nel settore.
• Funzionalità di monitoraggio: alcuni inverter offrono funzionalità di monitoraggio integrate, che consentono di tenere traccia delle prestazioni del sistema e identificare eventuali problemi.

L’accumulo fotovoltaico: risparmio energetico di giorno e di notte

Esistono diverse tipologie di batterie, ognuna con caratteristiche specifiche: le batterie al litio, ad esempio, sono note per la loro alta densità energetica e lunga durata, mentre le batterie al gel, rappresentano una scelta sicura e stabile.

Infine, le batterie al piombo-acido, sono l’opzione più economica ma meno performante e duratura.

Come per gli altri componenti che abbiamo visto, la scelta della batteria dipende da fattori come il budget, lo spazio disponibile, le esigenze energetiche e la frequenza di utilizzo. 

Anche per il sistema di accumulo è fondamentale il corretto dimensionamento, che parte dal consumo energetico giornaliero e tiene conto del livello di autoconsumo desiderato. nonché delle caratteristiche tecniche dei pannelli solari e dell’inverter. 

Di solito, tutte le operazioni relative al dimensionamento dei componenti sono affidate ad analisi multifattoriali che, tenendo conto di tutte le variabili in gioco e impiegando sofisticati software di calcolo, consentono di ottenere risultati precisi e stime molto realistiche di proiezioni su diverse casistiche.

Pertanto, il consiglio spassionato che ti diamo è quello di affidarti a professionisti esperti e affidabili, avendo sempre cura di sottoporre a chi di dovere qualsiasi dubbio e perplessità.

I vantaggi del fotovoltaico: non solo risparmio energetico

Prima di salutarti, ci teniamo a fornirti una sintesi dei vantaggi di un impianto fotovoltaico.

Visto che il nostro articolo ha trattato proprio la questione dei risparmio energetico e intendeva far chiarezza su questo concetto, crediamo sia molto sensato rlasciarti con qualche riflessione che, punto dopo punto, permetta di ricapitolare tutti i vantaggi derivanti dall’installazione di un impianto fotovoltaico.

Risparmio economico

Come abbiamo visto approfonditamente nel corso di questo articolo, il fotovoltaico è la chiave per ridurre drasticamente le bollette energetiche, grazie alla produzione di energia elettrica gratuita. Il risparmio può essere ancora maggiore sfruttando le eccedenze, vendendole al gestore di rete.  Tuttavia, in base alle situazioni ed esigenze specifiche, un sistema di accumulo potrebbe rappresentare una soluzione più che vantaggiosa.

Indipendenza energetica

Se produci la tua energia elettrica, riduci la dipendenza dalle fonti fossili e dalle oscillazioni dei prezzi dell’energia. In questo modo ottieni una maggiore autonomia energetica e una maggiore stabilità economica: in altre parole, tieni maggiormente il controllo della tua economia domestica e riduci imprevisti derivanti da importi delle bollette che ti lasciano attonito per almeno 24 ore (ti sarà capitato).

Valore dell’immobile

L’installazione di un impianto fotovoltaico aumenta significativamente il valore di una casa o di un edificio commerciale. Anche a seguito della pubblicazione in Gazzetta del Decreto Case Green, il mercato sarà sempre più aperto verso soluzioni sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico. Questo vuol dire che le abitazioni già autonome dal punto di vista energetico saranno più appetibili e acquisteranno valore.

Impatto ambientale

Come saprai, il fotovoltaico è una fonte di energia pulita e rinnovabile che non produce emissioni di gas serra. Installando un impianto, diventi parte attiva del cambiamento e portavoce della rivoluzione energetica.

Durata e manutenzione

Gli impianti fotovoltaici hanno una lunga durata e richiedono una manutenzione minima. Ad esempio, i pannelli fotovoltaici  sono garantiti per almeno 25 anni, e l’inverter, il cuore dell’impianto, ha una durata simile. Per mantenere sano ed efficiente l’impianto, è sufficiente un check annuale, che verifichi il corretto funzionamento di tutti i componenti e lo stato dei moduli fotovoltaici.

Domande e risposte su Fotovoltaico e risparmio energetico