Applicazioni del fotovoltaico

Vi sono due possibilità di applicazione: gli impianti collegati alla rete, allacciati alla rete elettrica pubblica e gli impianti a isola autonomi per la produzione di corrente destinata all'autoconsumo.

Impianti collegati alla rete

La maggior parte degli impianti fotovoltaici immette la propria corrente elettrica nella rete pubblica: il cosiddetto funzionamento in rete. L'allacciamento a una rete di collegamento di grandi dimensioni (ad es. la rete elettrica pubblica) garantisce che in ogni momento sia presente un numero di utilizzatori tale da sfruttare immediatamente l'elettricità solare, rendendo in tal modo superfluo l'accumulo temporaneo. L'approvvigionamento di energia elettrica è garantito in ogni momento ed è possibile utilizzare normali apparecchiature a corrente alternata.

Sono disponibili diverse possibilità di immissione:

  • Consumo proprio (produzione eccedente)

    In questa variante, l'utilizzo primario dell'elettricità solare prodotta è rappresentato dal consumo proprio e soltanto la corrente in eccesso viene ceduta alla rete.

    Tutti i produttori di elettricità detengono l'esplicito diritto di fare uso, del tutto o in parte, dell'energia generata al momento presso il luogo della produzione (per ulteriori informazioni: UFE).

    La quota non consumata viene considerata come produzione eccedente e passa nella rete pubblica. Per la rimunerazione di questa produzione eccedente sussistono fondamentalmente le tre possibilità seguenti: la vendita al prezzo di mercato, la vendita presso una borsa di energia pulita oppure la rimunerazione per l'immissione di energia a copertura dei costi (RIC).

    In assenza di un apposito sistema di stoccaggio, in una casa monofamiliare con un impianto di circa 20 m2 è possibile ricavare una quota di autoconsumo contemporaneo alla produzione pari al 20-30%. Soprattutto nelle imprese artigianali, dove il fabbisogno di energia elettrica si registra principalmente nelle ore diurne, con un impianto FV si può raggiungere una quota di autoconsumo elevata.

    Ottimizzare l'autoconsumo (gestione del carico)

    La gestione del carico è un metodo per incrementare l'autoconsumo in presenza di un impianto fotovoltaico: sostanzialmente si tratta di pianificare il consumo di elettricità nelle ore in cui questa viene prodotta dall'impianto solare. In ambito residenziale, la gestione del carico consente di programmare in base all'offerta di elettricità solare il funzionamento di pompe di calore (riscaldamento, climatizzazione), elettrodomestici (lavatrici, asciugatrici) o stazioni di carica per veicoli elettrici. Nel settore dell'artigianato e dell'industria, invece, è necessaria una gestione del carico specifica per l'attività.

    La gestione del carico, inoltre, decongestiona la rete, circostanza particolarmente significativa se nella stessa località vi sono molti impianti che immettono energia. Al tempo stesso si riduce l'assorbimento di potenza massimo. 

    Vendita al prezzo di mercato

    Secondo l’Art. 2b dell‘Ordinanza sull’energia, i gestori di rete sono obbligati a rimunerare la corrente in eccedenza secondo prezzi di riferimento orientati al mercato e stabiliti in funzione dei costi evitati per l’acquisto di energia equivalente. Queste rimunerazioni per la ripresa di energia elettrica presentano grosse differenze, si veda www.pvtarif.ch. Da aprile 2016 una decisione della Commissione federale dell’energia elettrica ElCom stabilisce che per l’ammontare di tale rimunerazione è determinante il prezzo che il gestore di rete dovrebbe pagare per l’acquisto di elettricità grigia da terzi. 

    Evitare strutture tariffarie discriminatorie

    Attualmente capita spesso che l’elettricità del proprio impianto solare venga prodotta per meno di 20 centesimi al kilowattora, cioè meno del prezzo medio della corrente per le economie domestiche. Purtroppo alcuni gestori di rete hanno introdotto modelli tariffari separati per gestori di impianti solari che usufruiscono del consumo proprio (detti anche “prosumers” o “Prosumenten”). Oggi questo sistema è ammesso dalla legge per impianti da 10 kW. Tali modelli tariffari si distinguono per costi fissi elevati (tariffe di potenza basate sulla massima potenza di riferimento) e basse tariffe dell'energia stessa, per cui l’elettricità che si è risparmiato non acquistandola dalla rete, vale meno. Questi modelli tariffari riducono anche lo stimolo ad un impiego razionale della corrente. Swissolar è contraria a questa discriminazione ingiustificata del consumo proprio e richiede per l’impiego di tariffe basate esclusivamente sul consumo, per tutte le economie domestiche.

    “Diskriminierende Tarifstrukturen – es droht ein Ausbaustopp der Photovoltaik“ (d) Perizia del Dr. Rudolf Rechsteiner, marzo 2016 

    Corrente per il calore

    La pompa di calore è un perfetto utilizzatore elettrico programmabile. La combinazione di impianto fotovoltaico e pompa di calore non presenta particolari difficoltà tecniche e, in genere, può essere realizzata senza spese aggiuntive. Dal punto di vista elettrico, il collegamento avviene attraverso la rete in corrente alternata domestica e l'accoppiamento termico si definisce in base alle condizioni di riscaldamento e di produzione di acqua calda.

    In generale, nel caso in cui sia già presente una pompa di calore per il riscaldamento e per l'acqua sanitaria, risulta più semplice la fornitura di elettrica con tecnologia fotovoltaica, mentre con un riscaldamento a olio combustibile, gas o a legna è preferibile la combinazione con un impianto solare termico.

  • La cessione totale indica il trasferimento di tutta la corrente elettrica prodotta in un impianto fotovoltaico alla locale azienda elettrica. Ciò significa che la corrente non viene consumata in loco, neanche parzialmente e che anche la corrente elettrica per uso domestico viene prelevata dalla rete elettrica.  

Impianti a isola

L'approvvigionamento elettrico di immobili o installazioni distanti dalla rete come rifugi di montagna, case di villeggiatura, telefoni di soccorso e parchimetri avviene attraverso impianti solari autonomi dotati di accumulatori di elettricità (batterie): il cosiddetto funzionamento a isola.

Un impianto a isola presenta le seguenti caratteristiche:

  • Si tratta di un'alternativa economica rispetto al raccordo alla rete elettrica di utenze isolate.
  • Normalmente, il funzionamento si basa su corrente continua con una tensione di 12 o 24 V.
  • Se non vengono impiegati inverter, è necessario utilizzare lampade e apparecchi appositi.
  • Un impianto di questo genere è costituito sostanzialmente da tre componenti: il generatore solare, i regolatori di carica e gli accumulatori.