Fse 04 - fotovoltaico

Energia fotovoltaica

20-20-20: i numeri del futuro

• La UE ha varato il nuovo pacchetto energia, che prevede una riduzione, entro il 2020, almeno del 20% delle emissioni di gas serra, rispetto ai livelli del 1990, e una quota minima non inferiore al 20% di energie rinnovabili.

LA DIRETTIVA 2002/91/CELA DIRETTIVA 2002/91/CE

O B I E T T I V I•Abbattimento delle emissioni di CO2

•Riduzione e razionalizzazione dei consumi nel settore residenziale e terziario•Rendimento energetico degli edifici (riscaldamento, raffreddamento, ventilazione, illuminazione)

A M B I T I D I I N T E R V E N T ONuove costruzioni e ristrutturazioni importanti•Caratteristiche architettoniche•Involucro edilizio•Impianti termici ed elettrici•Fonti energetiche rinnovabili

S T R A T E G I E•Politiche ed azioni comunitarie•Norme e regolamenti nazionali•Campagne di informazione e sensibilizzazione

S T R U M E N T I•Metodologie di calcolo differenziate a livello nazionale e regionale•Certificazione energetica•Procedure di ispezione e manutenzione degli impianti termici•Formazione di esperti indipendenti •Incentivi

Cosa ci tirerà fuori dalla dipendenza da petrolio

Non illudiamoci: non ci sono soluzioni miracolose. A “salvare il mondo” saranno:

• Il risparmio energetico

•La riduzione del tenore di vita

•Le FONTI RINNOVABILI

Inondati di energia

• 1 mq di suolo italiano riceve dal sole 1600 kWh/anno

• È lo stesso contenuto energetico di un barile di petrolio

“Numeri” importanti

Mappa dei valori annuali mediati su 24h

In Italia

200 W/m2


Provincia di BELLUNO

Centrale termoelettrica di Porto Tolle: 2640 MW

Nella provincia di Belluno la potenza che arriva dal sole è 280 volte più grande di quella della centrale di Porto Tolle!


Sembra una potenza enorme!

• Si deve però fare i conti con il territorio

(i pannelli solari si mettono sugli edifici)

• Rendimento della conversione fotovoltaica 10-14% circa


Provincia di BELLUNO

La conversione

Conversione in energia termica

• Collettori piani

• Concentratori

Conversione in energia elettrica

• Pannelli fotovoltaici

Conversione fotovoltaica

Principio

• La luce trasporta energia (fotoni)

• Alcuni materiali se colpiti da fotoni liberano elettroni dando origine ad una corrente

La singola cella (160 cm2) in pieno sole (1000 W/mq) produce circa 2 Watt, se l’intensità della radiazione diventa 40% produce 0.8 Watt.

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Albert Einstein

Un pò di storia

Gerald Pearson, Daryl Chapin, e

Calvin Fuller

Il principio fu meglio compreso nel 1905 da Einstein - che nel 1921 per questa scoperta fu premiato con il Premio Nobel per la fisica - e nel 1930 da Walter Schottky. I due scienziati posero le basi scientifiche per la realizzazione della prima cella solare.

Nel 1954 Chapin, Pearson e Fuller, nei laboratori della Bell Telephone, svilupparono la prima cella basata su semiconduttori al silicio in grado di convertire il 6% dell'energia solare in energia elettrica.

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Un pò di storia

La prima applicazione di celle solari è dovuta agli americani che nel marzo del 1958 alimentarono la trasmittente del satellite artificiale Vanguard1 che ancora oggi è in orbita attorno alla terra

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Il fotovoltaico oggi

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UNA CELLA FOTOVOLTAICA

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CONTATTO POSTERIORE

STRUTTURA DELLA CELLA

ZONA DI SVUOTAMENT

O

REGIONE N (Fosforo)

REGIONE P (Boro)

ANTIRIFLESSO

CONTATTO ANTERIORE(GRIGLIA)

CARICO

+_

RADIAZIONE SOLARE

+_+_

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L’efficienza della cella

Perdite ottichePerdite elettriche

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IL MODULO FOTOVOLTAICO

• Elemento base degli impianti fotovoltaici

• Costituito da celle fotovoltaiche collegate elettricamente e incapsulate– Protezione meccanica e agli agenti

atmosferici– Isolamento elettrico– Supporto strutturale

• Caratteristiche richieste– Stabilità ai raggi ultravioletti– Tolleranza alle temperature– Capacità di smaltire il calore


Moduli PV (PhotoVoltaic)


Esempio: Modulo da 180 Watt

Peso 16.5 kg

Dimensioni (mm) 1581 x 809 x 48

Superficie ingombro (m2 ) 1.3

N. Celle 6x12 = 72

Tensione picco (V) 36

Corrente picco (A) 5

N. moduli per 3 kW 17

Superficie per 3 kW (m2 ) 22

21

434

253

180

158

155

111

110

96

86

86

63

61

60

60

Sharp (JPN)

Q-cell (DEU)

KYOCERA (jpn)

Suntech (CHINA)

Sanyo (JPN)

Mitsubishi (JPN)

Motech (TAIW)

Schott Solar (DEU USA)

D Solar/Shell (DEU USA)

BPSOLAR (USA DEU EN AU)

Sunpower (PHIL)

Isoton (ESP)

First Solar (USA)

CEEG PV (CHINA)

INDUSTRIA DI PRODUZIONE DELLE CELLE

880

253

218

182

110

86

63

61

60

0 200 400 600 800 1000

JPN

DEU

CHINA

DEU-USA

TAIW

USA DEU EN AU

PHIL

ESP

USA

Le industrie fotovoltaiche(produzione moduli MW/anno)

Le nazioni(produzione moduli MW/anno)


Costi (valori orientativi, IVA inc.)

Potenza (W) Costo €

1980 10.000,00

2970 17.000,00

3960 21.000,00

4950 27.000,00

Circa 5.5 €/WInstallazione 2000-3000 €


Rendimento conversione

10 – 14 %


• Non confondere il rendimento della conversione dei sistemi a collettore con il fotovoltaico.

• La conversione termico-termico dà origine ad energia non immediatamente utilizzabile per fare lavoro (aspirapolvere, trapano, ecc.).

• La conversione fotovoltaica dà origine ad una forma di energia pregiata (elettrica) utilizzabile immediatamente per fare lavoro (aspirapolvere, trapano, ecc.).

Conversione fotovoltaica• Rinnovabile senza emissioni gassose, particellari,

acustiche

• In simbiosi con il territorio che vive della fotosintesi clorofilliana (processo attraverso cui, mediante la clorofilla, viene trasformata l'energia solare (luce) in una forma di energia utilizzabile dagli organismi vegetali per la

propria sussistenza).

• L’impianto fotovoltaico può essere utilizzato senza spreco del territorio (sopra i tetti) o su pannelli con altre funzioni (ad es. barriere acustiche – pensiline frangisole).


• produce energia lì dove c’è bisogno, evitando gli sprechi delle dispersioni attraverso i cavi e il relativo imbruttimento del territorio.

• Non produce nessun tipo di inquinamento durante il suo ciclo di vita e neanche per lo smaltimento dei suoi componenti (silicio, vetro, ferro, rame, plastica, alluminio).

• Crea un indotto tecnologico-culturale esportabile.

Vantaggi in montagna 2


• Orizzonte “alto” per la presenza delle montagne, minore periodo di pieno irraggiamento.

• La neve può oscurare i pannelli.

• Copertura del cielo a periodi molto intensa.

Svantaggi in montagna


• Creare una mappatura della radiazione solare mediante rete di sensori (radiometri) allo scopo di avere una quantificazione precisa della radiazione solare.

• Creare dei progetti pilota per valutare l’effettiva energia ottenibile.

Auspicabile in montagna

La vita dei pannelli

• Manutenzione: semplice pulizia annuale della superficie dei pannelli, autopulizia grazie a pioggia e vento

• Durata: 25 - 30 anni

Tossicità

Il silicio è l'elemento più abbondante sulla crosta terrestre dopo l'ossigeno.

Il materiale da costruzione contiene composti di silicio in sabbia e cemento, un silicato di calcio. La produzione di vetro e porcellana è basata sulla sabbia.

Si trova in forma elementare nelle lenti degli occhiali.

Il silicio è già ovunque!

Tossicità

Il silicio non è tossico come elemento ed in tutte le sue forme naturali, silicone e silicati.

FV - La situazione italiana

• Il “vecchio” Conto Energia (DM 28/07/05 e 06/02/06)– Gestione complessa e articolata– tariffa incentivata era concessa non a tutta l’energia

generata dall’impianto, bensì solo alla quota prodotta e autoconsumata

• Il nuovo Conto Energia (DM 19/02/07)– operativo dopo la pubblicazione della delibera dell’AEGG

n. 90/07, che ha definito le condizioni e le modalità per l’erogazione delle tariffe incentivanti.

Il meccanismo del Conto Energia

Il meccanismo del Conto Energia

• Scambio sul posto (per impianti da 1 a 20 kW): il kWh prodotto tramite FV viene “detratto” dai consumi dell’utenza

• Vendita in rete (per impianti superiori a 3 kW): il kWh prodotto tramite FV viene venduto

Un “conto della serva”

Ogni kW installato genera annualmente (valori del Nord Italia per impianto in regime di “scambio sul posto”):

• Ca. 500 € di tariffa incentivante• Ca. 200 € di risparmio sulla bolletta

Un impianto di piccole dimensioni si ripaga in 9-10 anni.

Il contratto CE dura 20 anni.

Domande presentate con il Conto Energia

Vecchio CE - Distribuzione delle domande

Vecchio CE – Potenza installataA fronte di richieste per quasi 400 MW…

Nuovo CE – n° di richieste

Nuovo CE – potenza installata

Nuovo CE – distribuzione delle richieste

Nuovo CE – impianti per fascia

CE – Potenza installata

• Se nel 2006 la potenza installata era stata pari a 9,4 MW, a settembre 2007 questa era già arrivata a 50,9 MW, cioè si è assistito ad una crescita di oltre il 500% in un anno.

Prospettive 2008 – Stime GSE

• Sono destinati a raddoppiare entro la fine dell'anno 2008, passando dagli attuali 5.000 (stima fine 2007 - pari a 60 Megawatt) a 10 mila, gli impianti per la produzione ad energia fotovoltaica in Italia.

FV installato nel mondo

• Nel 2006 la potenza fotovoltaica installata nel mondo ha raggiunto i 6.500 megawatt, oltre cinque volte più dei 1.200 megawatt installati nel 2000. Con questo tasso di crescita si può stimare che nel 2030 il 9,4 per cento della richiesta elettrica globale sarà soddisfatta dai pannelli fotovoltaici.

FV installato nel mondo

FV - Il mercato mondiale

FV – Capacità produttiva

FV – prezzi dei moduli

4,2

4,3

4,4

4,5

4,6

4,7

4,8

4,9

5

gen-04 ago-04 feb-05 set-05 mar-06 ott-06 apr-07 nov-07 giu-08

USA $/watt

EU $/watt

FV – prospettive 2008-2009

• Crescita esponenziale del mercato• Prevalenza del Si cristallino sul medio termine• Aumento della quota di Si amorfo (in soluzioni

“integrate architettoniche”)• Sostanziale stabilità dei prezzi dei moduli• Positiva “curva dell’esperienza” degli installatori

italiani

Angolazione dei pannelli

• L’angolazione (tilt angle) è un fattore essenziale nell’utilizzo dei pannelli termici e fotovoltaici

Angolazione - pannello solare

• L’angolazione del pannello solare dipende dall’utilizzo prevalente:

– Produzione estiva: 20-40°

– Produzione invernale: 50-65°

– Produzione annuale: 40-60°

Strutture – effetto del vento

Strutture – effetto del vento

FV - Strutture di sostegno

Fisse A inseguimento

A 1 asse di rotazione

A 2 assi di rotazione

Le strutture fisse sono le più adatte all’utilizzo “domestico” su piccola e piccolissima scala

Fotovoltaico – Tilt angle

=

Produttività del Fotovoltaico

• Produttività annua di 1 kWp di pannelli fotovoltaici per le varie zone d’Italia

1200 kWh/anno

1300 kWh/anno

1400 kWh/anno

1500 kWh/anno

Tipi di montaggi

Posa su tetto piano

Posa su falda

Posa integrata

Utilizzo Stand-alone

Utilizzo grid-connected

Pannello FVModalità di installazione

Caratteristica elettrica del pannello FV

Inverter – caratteristiche essenziali

• L’inverter è un componente essenziale di un sistema FV:

Inverter

• Per impianti grid-connected l’inverter ha la funzione di:– Convertire CC in AC– Mantenere il sincronismo con la rete (50 Hz)– Garantire la protezione di interfaccia con la rete (sgancio

dei pannelli in caso di default della rete)– Garantire la compatibilità elettromagnetica– Funzione di MPPT (massimizzazione della potenza

erogata)

Caratteristiche dell’inverter

• Potenza nominale: potenza erogabile indefinitamente

• Potenza massima: potenza erogabile per un breve periodo (110% dell P nom.)

• Efficienza: rapporto tra potenza AC in uscita e potenza CC in ingresso (raggiunge il 95%)

Batterie di accumulo

• Le batterie sono necessarie al funzionamento stand-alone (p.e baite di montagna)

• Solitamente sono al piombo (tipo quelle per autotrazione) o al Ni-Cd

• Sono soggette a periodico ricambio (in funzione del numero di cicli carica- scarica e della profondità di scarica “depth of discharge”)

• Vanno dimensionate caso per caso sulle reali esigenze dell’utenze

Batterie di accumulo

Schema unifilare di connessione

Raccomandazioni minime

• Dimensionare accuratamente i supporti

• Inverter e batterie vanno riparate dagli agenti atmosferici e dalle basse temperature

• In caso di utilizzo stand-alone l’uso del fotovoltaico deve essere accompagnato a un minimo di interventi di risparmio energetico (p.e. lampadine a basso consumo al posto di quelle ad incandescenza)

Conto Energia

• La prima applicazione del Conto Energia è nata in Italia nel 2005

• Prevedeva che chi volesse accedere al finanziamento dovesse fare un’apposita domanda al GTRN, fino ad esaurimento dei fondi stanziati

• “Manovre” poco chiare hanno provocato lo scarso successo del provvedimento

Conto Energia

• Il Conto Energia ha una durata di 20 anni

• Il Conto Energia (CE) non è cumulabile con finanziamenti in conto capitali superiori al 20%

• Il Conto Energia non è compatibile con i cosiddetti “certificati verdi”

Il nuovo Conto Energia

• Il nuovo decreto sul Conto Energia verrà approvato a giorni (fine febbraio – inizio marzo)

• La modalità di accesso è molto più trasparente: prima costruisco l’impianto, poi ottengo l’allacciamento alla rete e l’accesso al finanziamento

Conto Energia - novità

• Il nuovo decreto sul Conto Energia differenzia le tariffe a seconda del tipo d’impianto:– B1) impianto FV non integrato (posizionato diversamente

da quanto indicato negli all. 2 e 3)– B2) impianto FV parzialmente integrato (posizionato

come indicato in all.2)– B3) impianto FV con integrazione architettonica

(posizionato come indicato in all.3)

Conto Energia – nuove tariffe

Imp. B1) Imp. B2) Imp. B3)

1-3 kWp0,40 €/kWh

0,44 €/kWh

0,49 €/kWh

3-20 kWp0,38 €/kWh

0,42 €/kWh

0,46 €/kWh

>20 kWp0,36 €/kWh

0,38 €/kWh

0,44 €/kWh


• Premio tariffario per gli impianti che insistono su edifici che conseguano un miglioramento di almeno il 10% dell’indice di prestazione energetica (attestato da apposita certificazione energetica)

• Il premio è un aumento tariffario pari a metà del miglioramento conseguito


• Aumenti tariffari del 5% connessi a interventi di rimozione di coperture in amianto, quando i soggetti responsabili sono i Comuni, per applicazioni su scuole pubbliche.

Scambio sul posto

• Sotto i 20 kWp la modalità di scambio sul posto (net metering) permette di:

– Ottenere la tariffa incentivante

– Non pagare l’energia consumata sul posto

– Il dimensionamento più conveniente si ha quando la produzione annua dell’impianto FV è ca. pari al consumo annuo dell’utenza

Conto Energia – ritorno econ.

• Un impianto di 2 kWp ha un costo indicativo di 14 - 15.000 €

• L’impianto permette un guadagno tramite il CE di ca. 1000 €/anno

• Permette inoltre il risparmio sulla bolletta ENEL di ca. 400 €/anno

• Sotto queste condizioni l’impianto si paga in ca. 9-10 anni

Dimensionamento

• Si suppone di dover dimensionare un impianto FV per una abitazione che consuma ca. 2800 kWh/anno.

Posiz. pannelli e inverter

• Come visto deve essere disponibile una falda di tetto non ombreggiata orientata ca. verso sud

Disposizione pannelli

Scelta dei pannelli

Caratteristiche dei pannelli

Montaggio a tetto

Fissaggio dei moduli

Inverter

Dati inverter

Conto Energia

• La prima applicazione del Conto Energia è nata in Italia nel 2005

• Prevedeva che chi volesse accedere al finanziamento dovesse fare un’apposita domanda al GTRN, fino ad esaurimento dei fondi stanziati

• “Manovre” poco chiare hanno provocato lo scarso successo del provvedimento

Conto Energia

• Il Conto Energia ha una durata di 20 anni

• Il Conto Energia (CE) non è cumulabile con finanziamenti in conto capitali superiori al 20%

• Il Conto Energia non è compatibile con i cosiddetti “certificati verdi”

Il nuovo Conto Energia

• Il nuovo decreto sul Conto Energia verrà approvato a giorni (fine febbraio – inizio marzo)

• La modalità di accesso è molto più trasparente: prima costruisco l’impianto, poi ottengo l’allacciamento alla rete e l’accesso al finanziamento


• Il nuovo decreto sul Conto Energia differenzia le tariffe a seconda del tipo d’impianto:– B1) impianto FV non integrato (posizionato diversamente

da quanto indicato negli all. 2 e 3)– B2) impianto FV parzialmente integrato (posizionato

come indicato in all.2)– B3) impianto FV con integrazione architettonica

(posizionato come indicato in all.3)

Fotovoltaico “non integrato”

1) Impianti fotovoltaici “non integrati”Quando i moduli sono installati:• a terra• in modo non complanare alle superfici su cui sono

fissati, sia che si tratti di elementi di arredo urbano e viario, che di tetti (solo nel caso di tetti a falda) o facciate di edifici.

Fotovoltaico “non integrato”

FV “parzialmente integrato”

• Impianti fotovoltaici “parzialmente integrati”• Quando i moduli, non sostituendo i materiali che

costituiscono le superfici di appoggio, sono installati:• • su tetti piani e terrazze di edifici e fabbricati (1)• • in modo complanare• – alle superfici degli edifici su cui sono fissati (tetti

a falda, coperture,• facciate, balaustre, parapetti)• – agli elementi di arredo urbano e viario

FV “parzialmente integrato”

Fotovoltaico “integrato”

Fotovoltaico “integrato

• Pannelli inclinati su facciate piane

98

Impianti fotovoltaici nel mondo

Il più grande di domani

99

Il più grande integrato Impianti fotovoltaici nel mondo

Il più grande impianto fotovoltaico architettonicamente integrato in funzione è quello dei padiglioni fieristici di Monaco di Baviera, per un totale di 1 MWp. L'integrazione architettonica consiste nell'impiego dei moduli fotovoltaici come infissi, ovvero in sostituzione della copertura stessa degli edifici.

100

Ieri e oggi Impianti fotovoltaici nel mondo

Pergola solare (Barcellona, Spagna 2007)

1 MWp - 112x50 metri 5600 mq

DELPHOS (Manfredonia – Fg - Italia, 1986)300 KWp mt 144*30 – 4320 mq

101


Illuminazione pubblica

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Myeka (Sud Africa) Scuola rurale con elettricità solare

Kordofan (Sudan)Impianto fotovoltaico

pompaggio acqua da bere

Fotovoltaico “integrato”

• Impianti fotovoltaici “con integrazione architettonica”. Se:

• 1. i moduli sostituiscono i materiali di rivestimento di tetti, coperture, facciate di edifici e fabbricati, avendo quindi la stessa inclinazione e funzionalità architettonica

• 2. i moduli e i relativi sistemi di supporto costituiscono la struttura di copertura di pensiline, pergole e tettoie

• 3. i moduli sostituiscono la parte trasparente o semi trasparente di facciate o lucernari, garantendo l’illuminamento naturale degli ambienti interni all’edificio

• 4. i moduli sostituiscono parte dei pannelli fonoassorbenti delle barriere acustiche

Conto Energia – nuove tariffe

Imp. B1) Imp. B2) Imp. B3)

1-3 kWp0,40 €/kWh

0,44 €/kWh

0,49 €/kWh

3-20 kWp0,38 €/kWh

0,42 €/kWh

0,46 €/kWh

>20 kWp0,36 €/kWh

0,38 €/kWh

0,44 €/kWh


• Premio tariffario per gli impianti che insistono su edifici che conseguano un miglioramento di almeno il 10% dell’indice di prestazione energetica (attestato da apposita certificazione energetica)

• Il premio è un aumento tariffario pari a metà del miglioramento conseguito


• Aumenti tariffari del 5% connessi a interventi di rimozione di coperture in amianto, quando i soggetti responsabili sono i Comuni, per applicazioni su scuole pubbliche.

Scambio sul posto

• Sotto i 20 kWp la modalità di scambio sul posto (net metering) permette di:

– Ottenere la tariffa incentivante

– Non pagare l’energia consumata sul posto

– Il dimensionamento più conveniente si ha quando la produzione annua dell’impianto FV è ca. pari al consumo annuo dell’utenza

Conto Energia – ritorno econ.

• Un impianto di 2 kWp ha un costo indicativo di 14 - 15.000 €

• L’impianto permette un guadagno tramite il CE di ca. 1000 €/anno

• Permette inoltre il risparmio sulla bolletta ENEL di ca. 400 €/anno

• Sotto queste condizioni l’impianto si paga in ca. 9-10 anni

Impianti esistenti

Un impianto esistente può accedere al nuovo Conto Energia se è stato realizzato tra l’1 ottobre 2005 e la data di entrata in vigore della Delibera dell’AEEG e se non ha beneficiato delle tariffe incentivanti stabilite coi decreti del 28 luglio 2005 e del 6 febbraio 2006.

In tal caso occorre trasmettere la richiesta di concessione della tariffa incentivante entro 90 giorni dalla data di entrata in vigore della Delibera dell’AEEG.

Autorizzazioni necessarie

• Se non è necessaria alcuna autorizzazione (es. autorizzazioni paesistiche, autorizzazioni enti di bacino ecc.) per la costruzione e l’esercizio di impianti fotovoltaici, non serve l’Autorizzazione Unica, ma basta la Denuncia d’Inizio Attività (D.I.A.).

• Se è richiesto un solo provvedimento autorizzativo di altro tipo, questo provvedimento sostituisce l’Autorizzazione Unica.

Come si ottiene il CE

Come si ottiene il CE

Valutazione ambientale

• Impianti aventi potenza inferiore a 20 kWp non sono considerati impianti industriali e di conseguenza non sono soggetti alla verifica ambientale, a meno che non si trovino in aree protette.

Tariffe decrescenti

Dubbi sul Conto Energia

In data successiva al giorno in cui entra in vigore la Delibera che l’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) deve emanare entro 60 giorni dall’entrata in vigore del Decreto del Conto Energia.

Il Decreto del Conto Energia entra in vigore il giorno successivo alla pubblicazione dello stesso sulla Gazzetta Ufficiale. In tale Delibera l’AEEG aggiornerà i provvedimenti su modalità, tempi e condizioni per l’erogazione delle tariffe incentivanti.

Remunerazione di un impianto FV da 20 kWp

-€ 150.000,00

-€ 100.000,00

-€ 50.000,00

€ -

€ 50.000,00

€ 100.000,00

€ 150.000,00

€ 200.000,00

Anno 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

inv. diretto

fin. 10 anni

fin. 15 anni


€ -

€ 20.000,00

€ 40.000,00

€ 60.000,00

€ 80.000,00

€ 100.000,00

€ 120.000,00

investimento diretto finanz. 10 anni finanz. 15 anni

VAN


9,3%

13,4%

17,3%

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

12,0%

14,0%

16,0%

18,0%

investimento diretto finanz. 10 anni finanz. 15 anni

TIR

119

Un gruppo di ricercatori dell’Istituto Tecnologico del New Jersey, ha sviluppato una cella fotovoltaica economica e facile da usare che non impiega silicio. E grazie ai nanotubi di carbonio di cui è costituita, potrebbe essere disegnata o stampata su pannelli di plastica flessibili. Sviluppare celle solari organiche dai polimeri è un’alternativa economica e semplice, afferma Somenath Mitra lo scienziato che guida il progetto. Per fabbricare le celle solari convenzionali, ovvero le unità di base dei pannelli fotovoltaici, è indispensabile avere silicio

Uno sguardo al futuro

Celle fotovoltaiche senza … silicio

Immagine di un nanotubo

altamente purificato, ottenuto con un processo che è molto costoso in termini di energia richiesta per la purificazione. Le celle solari sviluppate dai ricercatori del New Jersey usano nanotubi a parete singola e di forma cilindrica combinati con altri a struttura ultrafine, 50′000 volte più piccola di un capello, detti fullereni.

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William Yuan e le celle fotovoltaiche 3D

William Yuan è un ragazzo di 12 anni di Beaverton, USA. Nonostante la sua età, Yuan ha già studiato la fusione nucleare e diversi tipi di nanotecnologie ed è sulla buona strada per far fare un salto alle tecnologie solari con le sue celle fotovoltaiche 3D. La sua cella sarebbe in grado di assorbire sia il visibile sia i raggi UV. Se William Yuan avesse ragione, la sua celle fotovoltaica 3D grazie alle nanotecnologie assorbirebbe 500 volte più

energia solare di qualsiasi altro pannello fotovoltaico ora in commercio e 9 volte più di tutte le altre tecnologie a celle solari ora in sviluppo. Per permettergli di proseguire negli studi a William Yuan è stata assegnata una borsa di studio di 25.000 $

121


Celle fotovoltaiche con efficienza del 63%

Un gruppo di ricercatori spagnoli guidati da Perla Wahnon e Josè Conesa di Madrid sta lavorando su un nuovo materiale in grado di sfruttare sia i fotoni del visibile sia quelli dell'infrarosso, quindi arrivare ad un massimo teorico di efficienza pari al 63%. Le celle solari convenzionali si basano su un semiconduttore come il silicio. Ma la loro incapacità di assorbire circa il 30% dell‘energia solare pone un limite teorico non indifferente. Ora i ricercatori

spagnoli utilizzeranno questa idea per progettare la loro nuova cella solare, aggiungendo il nuovo materiale al titanio e vanadio dei semiconduttori convenzionali modificando le proprietà elettroniche per creare questo livello intermedio di assorbimento di energia.

Fse 04 - fotovoltaico

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