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LA COGENERAZIONE SOLARE: I SISTEMI FOTOVOLTAICO-TERMICI

1) LA MICROCOGENERAZIONE SOLARE: COSA È

La microcogenerazione solare sfrutta il Sole per, contemporaneamente, produrre elettricità e fornire calore, e dunque risulta particolarmente indicata per la microcogenerazione domestica. Il calore così generato, in ogni caso, può essere teoricamente impiegato in vari modi: riscaldare o raffrescare ambienti, fornire acqua calda sanitaria o per piscine, per la desalinizzazione oppure, infine, in applicazioni o processi industriali in cui è richiesta una fonte di calore. Un impianto di microcogenerazione solare può essere realizzato semplicemente utilizzando dei pannelli solari ibridi fotovoltaico-termici, già da tempo in commercio. Un'altra possibilità oggi emergente è quella di usare sistemi a concentrazione fotovoltaico-termici, una tecnologia derivata dai moduli fotovoltaici a concentrazione che, analogamente, permette di produrre energia elettrica e termica nello stesso tempo, e che rispetto ai tradizionali pannelli ibridi ha il vantaggio di fornire il calore a una temperatura notevolmente più elevata. 

2) GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI COGENERATIVI

La tecnologia ibrida fotovoltaico-termica ha grandi potenzialità per tutte le applicazioni in cui è previsto un consumo sia di energia elettrica che di energia termica (residenziale, servizi, agricoltura, industria), ed è concettualmente semplice. La cogenerazione solare con pannelli fotovoltaico-termici utilizza moduli piani speciali che inglobano una superficie fotovoltaica classica e un sistema di riscaldamento fluidi a bassa temperatura, tipico dei pannelli solari termici. I pannelli possono essere con o senza vetro, ed il fluido che trasporta il calore può essere un liquido o l'aria. La cogenerazione solare con sistemi a concentrazione fotovoltaico-termici utilizza, invece, un concentratore di varie possibili forme (parabola eventualmente multi-specchio", concentratore lineare parabolico, etc.) con la funzione di dirigere la luce verso un punto o un asse focale, dove è posto il ricevitore, che si compone di una parte fotovoltaica ad elevata efficienza e di una parte termica capace di lavorare ad alte temperature. 

Schema di un impianto domestico di microcogenerazione solare con pannelli ibridi fotovoltaico-termici.

3) I PANNELLI FOTOVOLTAICO-TERMICI

I pannelli fotovoltaico-termici utilizzano celle fotovoltaiche convenzionali in silicio cristallino od a film sottile, che possono essere accoppiate alla parte termica con diversi tipi di tecnologie. Tali pannelli sono dei collettori a bassa temperatura, in grado di fornire temperature dell'acqua o dell'aria non superiori a 60 °C, adatte soprattutto nel settore civile e residenziale per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento di piscine, nonché per la climatizzazione estiva e per l'utilizzo in sistemi combinati per la climatizzazione invernale (ad es. impianti con riscaldamento a pavimento. I vantaggi dei pannelli fotovoltaico-termici sono, essenzialmente: (1) migliore sfruttamento della luce solare incidente; (2) minore superficie di captazione occupata a parità di energia elettrica e termica prodotta da pannelli separati; (3) riduzione dei costi complessivi; (4) migliore efficienza fotovoltaica grazie alla più bassa temperatura del pannello; (5) facile integrazione architettonica negli edifici.

Un pannello fotovoltaico-termico da 140 W elettrici e 700 W termici per la cogenerazione solare.

4) I SISTEMI A CONCENTRAZIONE FOTOVOLTAICO-TERMICI

I sistemi a concentrazione fotovoltaico-termici, che sono adatti per siti caratterizzati da alta radiazione diretta, hanno un'efficienza termica intorno al 70% e producono circa 950 kWh termici l'anno per mq di superficie del collettore ibrido fotovoltaico-termico (mentre per i pannelli fotovoltaico-termici l'efficienza è del 50% ed i kWh termici annui 700). I vantaggi dei sistemi a concentrazione fotovoltaico-termici sono, essenzialmente: (1) possibile utilizzo di celle fotovoltaiche ad alta efficienza (ad es. a giunzione tripla); (2) calore disponibile a temperature potenzialmente elevate (60< T <130 °C) o molto elevate (>130°C), il che significa una miglior "qualità" del calore prodotto; (3) possibile riduzione dei costi per un ridotto impiego di superficie fotovoltaica. Il calore prodotto da questi impianti può essere usato per il riscaldamento di serre, per processi industriali a media o alta temperatura, per la produzione di freddo nell'industria alimentare o, ad es., di acqua dissalata mediante processi termici, etc.

Un efficiente sistema di cogenerazione con specchio semi-parabolico che riscalda un fluido fino a 100 °C.

5) VALUTAZIONI ECONOMICHE: IL VALORE DELL'ENERGIA TERMICA

Conosciamo già il valore dell'energia fotovoltaica, cioè dell'elettricità prodotta, essendo pari all'incentivo statale più il prezzo della vendita al GSE con lo "scambio sul posto" o la "cessione in rete". Ma qual è, invece, il valore dell'energia termica prodotta dall'impianto? Ebbene, essa ha un valore che dipende strettamente dalle condizioni specifiche di utilizzo, in pratica dal sistema con cui in alternativa verrebbe prodotta. Ad esempio, se il costo evitato è quello dell'energia elettrica necessaria per alimentare uno scalda-acqua elettrico, allora il valore dell'energia termica prodotta si aggira sugli 0,20-0,28 €/kWh_t (per calcolare il valore esatto, basta prendere una bolletta elettrica relativa a un determinato periodo e dividere la relativa spesa per il numero di kWh consumati in tale periodo); se invece il costo evitato è quello di una caldaia a gas di piccola taglia, il valore dell'energia termica prodotta si aggira sugli 0,09-0,11 €/kWh_t (anche qui il valore esatto si ricava utilizzando la propria bolletta del gas).   

Negli impianti di cogenerazione solare il calore sfruttabile è un "valore aggiunto" quantificabile economicamente.

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INDICE

  HOMEPAGE E INDICE COMPLETO

 LE TECNOLOGIE PRINCIPALI DI CUI MI OCCUPO 

 UNA GUIDA AGLI INCENTIVI STATALI

 GLI 8 PASSI PER UN IMPIANTO "CHIAVI IN MANO"

 LA PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

 COME OTTENERE UN FINANZIAMENTO BANCARIO

 IMPIANTI RESIDENZIALI: (1) FOTOVOLTAICI - (2) EOLICI

 ESEMPIO DI IMPIANTO FOTOVOLTAICO PER PICCOLA IMPRESA

 ESEMPIO DI IMPIANTO FOTOVOLTAICO INDUSTRIALE

 ES. DI GRANDI IMPIANTI INDUSTRIALI (EOLICO E SOLARE TERMODINAMICO)

 LE 20 RAGIONI DEL "BOOM" DEL FOTOVOLTAICO

 IL REGIME DI "SCAMBIO SUL POSTO" NEL FOTOVOLTAICO 

 QUANTO COSTA UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO?

 PREVENTIVO DI IMPIANTO FV SU TETTO DA: 3 kW - 6 kW - 15 kW - 200 kW

 PREVENTIVO DI IMPIANTO FV SU PENSILINE DA: 10 kW - 500 kW

 BUSINESS PLAN DI IMPIANTO FV A TERRA DA: 100 kW - 1 MW

 BUSINESS PLAN DI IMPIANTO FV SU SERRA DA: 50 kW - 1 MW

 USARE LE BIOMASSE COME FONTE DI ENERGIA

 TERRENI CANTIERABILI IN AFFITTO: UN NUOVO BUSINESS

 LA "CASA ECOLOGICA" E IL RISPARMIO ENERGETICO

 UN IMPIANTO SOLARE TERMICO COMBINATO

 RIVOLUZIONE FOTOVOLTAICA - IL FOTOVOLTAICO DI TERZA GENERAZIONE

 RIVOLUZIONE FOTOVOLTAICA - LE PELLICOLE E LE VERNICI FOTOVOLTAICHE

 CELLE SOLARI - I PRINCIPALI TIPI DI CELLE FOTOVOLTAICHE "CLASSICHE"

 CELLE SOLARI - CELLE POLIMERICHE, ORGANICHE, IBRIDE, A PIGMENTI 

 CELLE SOLARI - LA RIVOLUZIONE NANOTECNOLOGICA ED I NANOMATERIALI

 CELLE SOLARI - ESEMPI DI CELLE FOTOVOLTAICHE DI TERZA GENERAZIONE

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I PRINCIPALI TIPI DI MODULI SUL MERCATO

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I COLORATI, BIFACCIALI, CILINDRICI, ETC.

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I PANNELLI CINESI SONO UNA BUONA SCELTA?

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I SISTEMI MOLTIPLICATORI SOLARI (<2 X)

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I PANNELLI A BASSA CONCENTRAZIONE (2-20 X)

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I PANNELLI A MEDIA CONCENTRAZIONE (20-500 X)

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - I PANNELLI AD ALTA CONCENTRAZIONE (>500 X)

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - QUANTO COSTA UN PANNELLO A CONCENTRAZIONE

 PANNELLI FOTOVOLTAICI - PANNELLI A CONCENTRAZIONE VS. TRADIZIONALI

 CONCENTRATORI FOTOVOLTAICI - I DIVERSI TIPI DI CONCENTRATORI 

 CONCENTRATORI FOTOVOLTAICI - VARI SISTEMI A BASSA CONCENTRAZIONE

 CONCENTRATORI FOTOVOLTAICI - VARI SISTEMI AD ALTA CONCENTRAZIONE

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - GUIDA ALLA SCELTA DEL MIGLIOR INVERTER

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - LA MANUTENZIONE ORDINARIA DI UN IMPIANTO

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - I VARI TIPI DI ANTIFURTO PER PANNELLI E IMPIANTI

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - GLI AGENTI ATMOSFERICI ED I PANNELLI SOLARI

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - QUANTA ENERGIA PRODUCE UN IMPIANTO?   

 SISTEMI FOTOVOLTAICI - AUTOCOSTRUZIONE DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO

 INSEGUITORI SOLARI - LE DIVERSE TIPOLOGIE DI INSEGUITORI SOLARI

 INSEGUITORI SOLARI - VARI TIPI DI INSEGUITORI MONOASSIALI

 INSEGUITORI SOLARI - VARI TIPI DI INSEGUITORI BIASSIALI

 PARCHI FOTOVOLTAICI - IMPIANTI FOTOVOLTAICI DI PRIMA GENERAZIONE

 PARCHI FOTOVOLTAICI - IMPIANTI FOTOVOLTAICI DI SECONDA GENERAZIONE

 PARCHI FOTOVOLTAICI - IMPIANTI FOTOVOLTAICI DI TERZA GENERAZIONE

 PARCHI FOTOVOLTAICI - CONFRONTO FRA I VARI TIPI DI PARCHI

 PARCHI FOTOVOLTAICI - I PIÙ GRANDI PARCHI FOTOVOLTAICI ITALIANI

 FOTOVOLTAICO SU SERRA - LE SERRE FOTOVOLTAICHE: VANTAGGI E TIPI

 FOTOVOLTAICO SU TETTO - L'UTILITÀ DEGLI IMPIANTI CONDOMINIALI

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - COSA È IL FOTOVOLTAICO INTEGRATO N. EDIFICI

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - LE PRINCIPALI TECNOLOGIE UTILIZZATE

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - L'INTEGRAZIONE IN FACCIATE, FINESTRE, ETC.

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - ES. DI PRODOTTI DEL FV INTEGRATO IN FACCIATE

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - L'INTEGRAZIONE IN TETTI, LUCERNARI, ETC.

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - ES. DI PRODOTTI DEL FV INTEGRATO NEI TETTI

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - I VARI TIPI DI VETRI FOTOVOLTAICI ESISTENTI

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - ES. DI VETRI FOTOVOLTAICI DEL FUTURO

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - ALCUNI SUGGERIMENTI PER LA PROGETTAZIONE

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - I VANTAGGI DEL FV INTEGRATO NEGLI EDIFICI

 FV INTEGRATO IN EDIFICI - QUANTO COSTA IL FOTOVOLTAICO INTEGRATO?

 CONTO ENERGIA 2011-2013 - IL CASO DEGLI IMPIANTI SU EDIFICI

 CONTO ENERGIA 2011-2013 - IL CASO DEGLI IMPIANTI INNOVATIVI INTEGRATI

 CONTO ENERGIA 2011-2013 - IL CASO DEGLI IMPIANTI SU SERRE O PENSILINE

 CONTO ENERGIA 2011-2013 - IL CASO DEGLI IMPIANTI A TERRA

 CONTO ENERGIA 2011-2013 - IL CASO DEGLI IMPIANTI A CONCENTRAZIONE

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