Fotovoltaico Plug & Play

In generale l'espressione plug and play (che tradotto letteralmente significa "collega e usa") viene usata in diversi contesti con riferimento a tecnologie che possono essere messe in uso all'interno di un sistema senza che l'utente del sistema conosca o metta in atto una specifica procedura di installazione o configurazione.

In questo contesto con l'espressione fotovoltaico plug and play, si intende un insieme formato da due o tre elementi facenti parte di un generatore di energia elettrica (Pannelli fotovltaici, Inverter e Batterie) pronto per essere utilizzando dall'utente finale come se fosse un qualsiasi elettrodomestico.

I sistemi fotovoltaici plug and play, possono essere di due tipi:

  • Sistema fotovoltaico connesso a rete senza accumulatori.
  • Sistema fotovoltaico connesso/non connesso a rete con accumulatori.

In questo articolo, vogliamo soffermarci sui sistemi fotovoltaici plug and play connessi a rete senza accumulatori in quanto, questi si stanno avendo grande successo in Europa, Australia e USA e a breve saranno normati anche in Italia riprendendo le direttive europee che ne incentivano l'utilizzo e la semplificazione normativa. In particolare, vogliamo parlare dei micro sistemi fotovoltaici di potenze inferiori a 800Wh, la cui normativa Italiana di riferimento sarà la CEI 021. Potenze superiori, sono comunque installabili ma richiedono autorizzazioni da parte della azienda distribuitrice dell'energia elettrica e in alcuni casi, anche adeguamento delle linee elettriche che potrebbero non supportare l'aumento della potenza generata dal sistema. Per questo motivo, è stata fatta una normativa a parte per i cosi detti micro sistemi fotovoltaici plug and play sotto 800wh e che non richiedono autorizzazioni.

Come funziona?

Il sistema di cui vogliamo parlare è composto solo di due componenti:

  • Uno o più pannelli solari della capacità massima permessa dalla legge (800Wh in Italia, 600Wh inSvizzera)
  • Inverter di tipo Grid Tie per la connessione alla rete tramite spina.

Questo sistemi micro fotovoltaici, sono capaci di produrre poche centinaia di Wh (watt ora) che però per esempio, possono azzerare il consumo fisso di un appartamento (principalmente frigorifero, luci di standy by ecc...) o altro, dipendendo della superficie disponibile da dedicare alla produzione e comunque rimane l'unica alternativa per l'autoproduzione e l'utilizzo di energia fotovoltaica in spazi limitati come per esempio appartamenti in edifici di grandi città. L'obiettivo di questi sistemi, è trasformare appartamenti totalmente passivi dal punto di vista energetico, in appartamenti attivi per quanto riguarda il fa bisogno energetico e comunque a lungo termine,  questi sistemi istallati a larga scala, potranno ridurre l'utilizzo di combustibili fossili per la produzione di energia formando cosi una rete di micro generatori che possono oltre che produrre energia per autoconsumo, immettere in rete la parte eccedente di energia prodotta.

La logica di funzionamento di un  sistema fotovoltaico plug and play connesso a rete, è differente rispetto ai sistemi con batterie: infatti l'energia prodotta dai pannelli viene direttamente immessa nel circuito domestico, collegando la spina di uscita dall'inverter, direttamente alla presa più vicina all'impianto, in questo modo, l'energia prodotta viene autoconsumata nel momento stesso della produzione, cioè non vi è accumulo di energia e conseguente risparmio in bolletta. L'immagine mostra chiaramente un esempio di installazione:

         

Il circuito elettrico è semplificato rispetto ai sistemi con batterie, e l'installazione più rapida e accessibile a persone anche non esperte. Tutti i connettori sono diversi e non c`é possibilità di errore durante la connessione del sistema alla rete, il che lo converte praticamente in un elettrodomestico. Come svantaggio, se cosi si può definire, Il sistema non produce in caso di black-out, cioè se manca la corrente elettrica si disabilita e disconnette automaticamente. Le normative vietano di immettere energia in rete in caso di guasto della rete stessa in quanto sarebbe pericolosissimo per gli operatori che sicuri di non essere connessi alla rete elettrica, potrebbero prendere la scossa da energia prodotta da sistemi di questo tipo. Per questo motivo, gli inverter connessi a rete, hanno un meccanismo speciale che li "spegne" nel caso di assenza di elettricità dalla rete convenzionale.

Chi lo può installare?

Come accennato in precedenza, l'incentivazione di microsistemi fotovoltaici plug and play, proviene da una direttiva europea in materia di energie rinnovabili e di semplificazione. Molti paesi come Germania e svizzera già hanno recepito questa direttiva fino anche a permettere la vendita di questi dispositivi nei supermercati e senza necessità di chiedere alcuna autorizzazione per il loro utilizzo. L'unica limitazione é la potenza del generatore che deve essere di potenza limitata per non rischiare di sovraccaricare la rete. In Italia la normativa CEI 021 ha il compito di definire le regole per questi sistemi. 

Detto questo, tutti possono installare questi sistemi, ma, bisogna fare una distinzione facendo attenzione al contatore che la compagnia elettrica ha installato per misurare i nostri consumi. I contatori elettrici di nuova generazione, sono tutti di tipo bidirezionale, cioè, sanno differenziare l'energia prelevata dalla rete convenzionale, rispetto all'energia immessa nella rete da sistemi plug and play o di altro genere.

Se abbiamo un contatore bidirezionale, potremo installare un sistema fotovoltaico plug an play senza nessun accorgimento aggiuntivo rispetto a quanto detto in precedenza, e nel caso avessimo prodotto energia in eccesso, questa verrà "regalata" alla rete senza nessun costo per noi. Nel caso invece avessimo ancora un contatore di vecchio tipo, dobbiamo sapere che questi, non differenziano l'energia immessa dalla rete e quella auto prodotta, quindi, solo in caso di energia in eccedenza, il contatore sommerà l'energia immessa in rete, alla nostra bolletta. Un modo per evitare questo problema, è scollegare dalla rete l'inverter quando siamo sicuri che stiamo consumando meno di quanto il nostro sistema fotovoltaico plug and play sta producendo. Un modo per capirlo é utilizzare un misuratore di consumo/produzzione da presa oppure wireless tipo un OWL micro o simili.

I contatori bidirezionali, sono facilmente riconoscibili in quanto hanno un simbolo molto chiaro nell'etichetta rappresentato da due frecce invertite come mostra l'immagine seguente:

In ogni caso, si puó richiedere alla compagnia elettrica di riferimento, il cambio del contatore ad uno bidirezionale di ultima generazione. Questo cambio, non dovrebbe avere costi per l'utente finale.

Quanto produce un sistema fotovoltaico plug and play?

Come si può immaginare, un sistema fotovoltaico, produce la quantità di energia proporzionale alla superficie dei pannelli esposti al sole. Dipendendo anche dalla posizione geografica, si ha più o meno produzione a parità di pannelli installati. Nel web si trovano moltissimi simulatori che possono aiutarci in questo. QUI riportiamo il link del simulatore della comunità europea.

I fattori che condizionano la produzione sono: efficienza dei pannelli solari (i pannelli commerciali arrivano anche a 200Wh al metro quadrato), esposizione (preferibilmente a SUD) e inclinazione che dipende dalla posizione geografica (a Roma l'ideale è 32-34 gradi).

Senza scendere nel dettaglio, di seguito riportiamo una simulazione di un impianto che produce 600Wh nel centro Italia (Sud/Nord +10%/-10%) che rientra perfettamente nei parametri di fotovoltaico plug and play. Nella tabella, abbiamo stimato un costo di 0,22€/Kwh, che é il costo medio dell'energia eletrica in Italia.

 Sistema fissoSistema con Inseguitore
MeseKwh/giornoKwh/mese€/meseKwh/giornoKwh/mese€/mese
Gen1,4845,810,08 €1,8557,312,61 €
Feb2,0256,612,45 €2,5471,115,64 €
Mar2,4274,916,48 €3,0594,520,79 €
Apr2,4974,816,46 €3,2697,821,52 €
Mag2,7485,118,72 €3,8812026,40 €
Giu2,9187,419,23 €4,3513028,60 €
Lug3,196,121,14 €4,6414431,68 €
Ago3,0293,720,61 €4,2213128,82 €
Set2,5676,816,90 €3,3199,221,82 €
Ott2,268,215,00 €2,7585,218,74 €
Nov1,5947,710,49 €1,9859,413,07 €
Dic1,4444,89,86 €1,8356,712,47 €
Media annuale2,337115,62 €3,1495,521,01 €
Totale per l'anno27,97851,9187,42 €37,661146,2252,16 €

Nella tabella, è stato riportato, sia la produzione di un sistema fisso, sia di uno dotato di inseguitore solare che incrementa la produzione anche dal 25% al 50%.

Quanto si risparmia in bolletta con il fotovoltaico plug and play?

Questo tipo di sistemi di piccole dimensioni, sono l'unica soluzione per utilizzare energia fotovoltaica in città e in spazi ristretti. Un'impianto del tipo stimato di 600Wh di produzione, occupa circa 3 metri quadrati e potrebbe essere posizionato su un balcone. Il modo migliore per utilizzarli con il massimo rendimento e beneficio economico, è utilizzare tutta l'energia prodotta, durante le ore di maggiore insolazione.

Di seguto riportiamo una tabella dimostrativa dei consumi degli elettrodomestici più comuni. Abbiamo considerato una famiglia di 3 persone che vive in una casa individuale di 100 m2. Per i calcoli abbiamo ipotizzato un'occupazione della casa di 320 giorni all'anno. Il costo dell'energia é stimato a 0,18€/Kwh + IVA circa.

ApparecchioOre di utilizzo
h/anno
Potenza
W
Consumo
kWh/anno
Costo
€/anno
Televisore1.280 (4 ore al giorno)150

190

35
Phon160 (mezz'ora al giorno)180029053
Lettore DVD140150204
Lavatrice260 cicli/anno
(5 kg di biancheria di cotone a 60°)
Classe A24044
Lavastoviglie220 cicli/anno (12 coperti)Classe A22040
Frigo-congelatore8760Classe A30556
CondizionatoreFabbisogno freddo: 1300 kWhCOP: 342578
Forno Micronde160 (mezz'ora al giorno)150024044
Forno elettrico52200010520
Ferro da stiro160 (mezz'ora al giorno)100016030
Aspirapolvere104180018535
Computer640 (2 ore al giorno)1509515
Illuminazione4800 soggiorno, 3800 cucina, 1900 camere e bagnoFluorescente: 1215030
Totale2625483€

Per esempio, a parte il frigorifero che sarà sempre in funzionamento (consumo medio oltre 100Wh) altri elettrodomestici, possono essere utilizzati nelle ore di maggiore insolazione, avendo cosi il massimo risparmio energetico, potendo utilizzare l'energia autoprodotta.

Per esempio, si potrebbe pensare di utilizzare  lavatrice, lavastoviglie, ferro da stiro solo nelle di massima insolazione e cosi via, risparmiando mediamente tra i 150€-200€ all'anno, ma anche di più anche utilizzando un sistema con inseguitore solare.

Oltre al risparmio in bolletta, questi sistemi godono di IVA agevolata al 10% e detrazione del 50% sulla dichiarazione dei redditi.

Quanto costa?

Oltre agli incentivi fiscali per il fotovoltaico, questa soluzione è vantaggiosa anche se considerata come investimento. Infatti la vita utile di questi sistemi va dai 15-25 anni e la spesa potrebbe essere ammortizzata in soli 2-3 anni.

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