Pannelli solari per energia elettrica: la tua casa, più verde e più economica

I pannelli solari per energia elettrica possono garantirti un sostanzioso risparmio in bolletta e la consapevolezza di contribuire direttamente alla rivoluzione energetica, per un futuro più verde e sostenibile.

Se vuoi saperne di più, leggi i paragrafi che seguono: vi abbiamo raccolto tutte le informazioni più utili per partire alla scoperta dei pannelli per energia solare, in modo da aiutarti nella tua fase esplorativa.

Siamo sicuri che a lettura conclusa avrai le idee più chiare e forse ti avremo anche un po’ convinto a prendere seriamente in considerazione l’installazione di un impianto fotovoltaico.

Cosa sono i pannelli solari e come funzionano

I pannelli solari sono il componente clou di ogni impianto fotovoltaico.

É proprio grazie alle loro celle solari in silicio che viene sfruttato “l’effetto fotovoltaico”, un affascinante fenomeno fisico, scoperto alla fine dell’Ottocento e spiegato successivamente da Einstein, che grazie ai suoi studi sui fotoni e sull’effetto fotoelettrico, vinse il Nobel nel 1921.

Ma vediamo nel dettaglio in cosa consiste questo fenomeno della fisica e come viene sfruttato dai pannelli solari per la produzione di energia elettrica. 

L’effetto fotoelettrico: come si passa dalla luce del sole all’energia elettrica

Alcuni materiali, quando colpiti da radiazioni elettromagnetiche (come la luce solare), hanno la capcità di emettere elettroni. É questo l’effetto fotoelettrico studiato a fondo da Einstein: lo scienziato postulò che la luce non si comporta solo come un’onda, ma anche come un flusso di particelle chiamate fotoni. 

Quando un fotone colpisce un atomo di un materiale semiconduttore, come il silicio utilizzato nei pannelli solari, cede la sua energia a un elettrone, liberandolo dal suo atomo. Questo elettrone libero, se trova un percorso conduttivo, può generare una corrente elettrica.

Nei pannelli solari fotovoltaici, questo processo viene sfruttato in modo ingegnoso. Le celle fotovoltaiche, costituite da strati di materiali semiconduttori, sono progettate per assorbire la luce solare e generare una differenza di potenziale elettrico. Quando i fotoni colpiscono le celle, gli elettroni liberati si muovono in una direzione precisa, creando una corrente elettrica continua. Questa corrente viene poi convertita in corrente alternata da un inverter e immessa nella rete elettrica o utilizzata per alimentare direttamente i consumi domestici.

Per rendere efficiente e funzionale questo processo, un pannello fotovoltaico è composto da vari elementi:

• Le celle fotovoltaiche, realizzate in silicio con aggiunta di altri materiali come fosforo e boro, catturano la luce del sole e la trasformano in energia elettrica.

Fai attenzione a questo dettaglio: catturano la luce, non il calore del sole. 

Per questo, la loro efficienza dipende dall’irraggiamento solare, cioè dalla quantità di luce, non dal calore che ricevono. Anzi, una cella fotovoltaica lavora al meglio se esposta a una temperatura media di 25 gradi.

• Un vetro esterno: che protegge le celle fotovoltaiche
• Un pannello posteriore, che rappresenta la base d’appoggio del modulo
• Uno strato di Etilen Vinil Acetato (EVA), che protegge le celle fotovoltaiche da umidità e altri agenti esterni
• La cornice di alluminio, che protegge i bordi del pannello solare ed è indispensabile per il fissaggio e il montaggio
• la scatola di ingiunzione, che contiene i connettori per i fili elettrici che saranno collegati all’inverter.

Inverter, cablaggi e batteria di accumulo: ecco gli altri componenti di un impianto fotovoltaico

I pannelli solari per energia elettrica sono fondamentali: questo l’abbiamo già detto.

Ma, da soli, non sono bastano a portare l’elettricità all’interno della rete elettrica, permettendoti di utilizzare tutti i tuoi elettrodomestici.

La corrente elettrica prodotta dai pannelli solari, infatti, è una corrente continua, mentre la gran parte degli elettrodomestici ha bisogno di corrente alternata per poter funzionare.

Ecco, quindi, che entra in gioco l’inverter, un altro componente fondamentale del tuo impianto fotovoltaico.

L’inverter fotovoltaico

Come abbiamo già visto, l’inverter trasforma la corrente continua (CC) prodotta dai pannelli solari in corrente alternata (CA), utilizzabile per alimentare i nostri dispositivi elettrici. Ma come avviene questa trasformazione?

Al suo interno, l’inverter è dotato di circuiti elettronici complessi che, attraverso un processo di inversione, modificano la forma d’onda della corrente elettrica. In pratica, l’inverter “taglia” e “incolla” la corrente continua, creando una corrente alternata con le caratteristiche necessarie per essere immessa nella rete elettrica domestica.

La sua funzione non è solo quella di trasformare la corrente continua in corrente alternata. L’inverter, infatti, scolge anche queste tre importanti funzioni:

• Ottimizzazione della produzione: gli inverter moderni sono in grado di monitorare continuamente le condizioni atmosferiche e l’irraggiamento solare, adattando il loro funzionamento per massimizzare la produzione di energia.
• Protezione dell’impianto: gli inverter sono dotati di sistemi di protezione che salvaguardano l’impianto da eventuali sovraccarichi, cortocircuiti o altri guasti.
• Monitoraggio e controllo: molti inverter sono dotati di funzioni di monitoraggio che consentono di tenere sotto controllo le prestazioni dell’impianto attraverso app o portali web.

Esistono diverse tipologie di inverter, ciascuna con caratteristiche e applicazioni specifiche:

• Inverter di stringa: i più comuni e versatili. Gestiscono una “stringa” di pannelli solari, ovvero un gruppo di pannelli collegati in serie. Sono ideali per impianti di medie dimensioni e offrono un buon rapporto qualità-prezzo.
• Microinverter: ogni pannello solare è dotato di un microinverter individuale. Questa soluzione offre una maggiore flessibilità e una migliore gestione dell’ombra, ad un costo più elevato.
• Inverter centralizzati: si adoperano nei grandi impianti industriali, gestiscono l’energia prodotta da tutti i pannelli solari.
• Inverter ibridi: combinano le funzioni di un inverter fotovoltaico con quelle di un sistema di accumulo, consentendo di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso in batterie.

La batteria di accumulo

Chi desidera massimizzare la propria indipendenza energetica, decide di aggiungere al proprio impianto fotovoltaico un sistema di accumulo, che consente di stoccare l’energia prodotta in surplus, per utilizzarla al bisogno.

In questo modo, eviti di attingere alla rete elettrica negli orari serali e puoi raggiungere un’indipendenza energetica oltre il 90%, con un notevole risparmio in bolletta, che può toccare i 1.000 euro l’anno per una famiglia media.

Esistono in commercio diverse tipologie di batterie di accumulo.

Le più diffuse sono le batterie al litio, che offrono una durata maggiore e un minore ingombro, ma comportano un investimento più elevato.

Molti consumatori ripiegano sulle batterie al piombo acido: una tecnologia collaudata, che offre buone prestazioni ad un costo più basso. Tuttavia, hanno lo svantaggio di essere molto più ingombranti e avere un ciclo di vita molto più breve.

Un’alternativa è costituita dalle batterie AGM, anche note come batterie VRLA (Valve Regulated Lead Acid), sono un tipo di batteria piombo-acido sigillata che utilizza la tecnologia AGM (Absorbent Glass Mat). I separatori AGM assorbono e intrappolano l’elettrolita, prevenendo perdite e fuoriuscita di acido. Questo le rende ideali per applicazioni in cui la sicurezza e la pulizia sono importanti. Inoltre, le batterie AGM richiedono una manutenzione minima rispetto alle batterie piombo-acido tradizionali.

Vuoi approfondire ulteriormente?

Qui trovi un’altra guida dedicata a come funzionano i pannelli fotovoltaici!

Perché dovresti installare un impianto fotovoltaico

Secondo il rapporto del GSE, nel 2023 risultavano in esercizio in Italia 1.597.447 impianti fotovoltaici, per una potenza complessiva pari a 30.319 MW: un dato davvero notevole, che indica anche una crescita di produzione di energia pari a quasi il 10% rispetto all’anno precendente.

Se stiamo dando i numeri, è perché queste cifre riescono forse a dare un’idea di quanto le tecnologie legate alla sostenibilità stiano prendendo sempre più piede.

A contribuire è sicuramente una accresciuta sensibilità nei confronti delle tematiche ambientali: si parla sempre di più e sempre con maggiore frequenza dei danni e delle eventuali conseguenze delle nostra incuria nei confronti dell’ambiente.

Questo ci mette decisamente in allarme e ci chiama ad avere un maggiore senso di responsabilità, spingendoci a trovare soluzioni che ci permettano di ridurre il nostro impatto sul Pianeta.

Oltre a questo, le tecnologie diventano sempre più performanti e accessibili: negli ultimi 15 anni, infatti, sono stati compiuti passi da gigante che hanno aumentato efficienza e durata dei pannelli fotovoltaici, che ormai toccano il 25% in laboratorio per i pannelli in tandem.

A questo, bisogna sicuramente aggiungere il beneficio di agevolazioni e bonus per l’installazione di soluzioni green, offerte dallo Stato: queste iniziative offrono accesso al fotovoltaico a un numero sempre crescente di persone.

Pensa che proprio nel 2024 è stato istituito anche un Fondo Reddito Energetico, per permettere l’installazione di impianti fino a 6 kWp per le famiglie con basso ISEE.

Insomma, installare il fotovoltaico è sempre più accessibile, conveniente e necessario.

Vediamo, dunque, nel dettaglio, quali sono i vantaggi di questa scelta.

Il risparmio in bolletta

Potremmo sintetizzare il concetto in una semplice frase: “Più autoconsumi, più risparmi”.

In effetti è così: se decidi di non adoperare un sistema di accumulo, secondo il GSE, puoi raggiungere un’indipendenza dalla rete del 30%, che può rappresentare un risparmio di circa 400-450 euro in un anno.

Se decidi di portare la tua indipendenza energetica al livello successivo, installando un sistema di accumulo, puoi raggiungere un’autonomia del 90%, che si traduce in bollette dagli importi veramente piccoli.

Questa autonomia dalla rete elettrica comporta anche un vantaggio non da poco: non sei più soggetto alle oscillazioni del prezzo dell’energia, che caratterizzano il mercato.

Avrai notato che negli ultimi anni le bollette ci regalavano quella costante tensione da film di Hitchcock!

Con un impianto fotovoltaico correttamente dimensionato e un eventuale accumulatore avrai un maggiore controllo su questo aspetto, poichè potrai consumare l’energia prodotta dal tuo impianto fotovoltaico, senza usufruire della rete elettrica.

L’ambiente ringrazia

Quando si installa un impianto fotovoltaico, non si può non menzionare la questione ambientale.

Come sai, negli ultimi anni, fenomeni climatici estremi e temperature che sembrano impazzite, hanno risvegliato le coscienze, spingendo tutti, dalle nazioni ai singoli cittadini, a una presa di posizione e a un cambio di rotta.

Installare un impianto fotovoltaico ti fa prendere attivamente parte a questo processo, riducendo davvero la tua impronta di carbonio: per ogni kWh prodotto dal tuo impianto l’ambiente risparmia in media mezzo kg di carbonio.

Un kWp di impianto produce in media dai 1000 ai 1500 kWh annui: immagina quanto carbonio puoi far risparmiare all’ecosistema installando i tuoi pannelli solari per energia elettrica!

I pannelli solari per energia elettrica aumentano il valore del tuo immobile

Approvata nel marzo 2024 e pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea l’8 maggio 2024, la direttiva europea “Case Green” ha giusto introdotto una serie di misure ambiziose volte a rendere il nostro patrimonio immobiliare più sostenibile, efficiente dal punto di vista energetico e, in ultima analisi, più rispettoso dell’ambiente.

Una “casa green” è un edificio progettato e costruito per minimizzare il suo impatto ambientale, che si traduce in un consumo energetico estremamente ridotto, spesso coperto da fonti rinnovabili, e in una qualità dell’aria interna migliorata. In sostanza, è un edificio che contribuisce attivamente alla lotta contro i cambiamenti climatici.

La direttiva impone i nuovi standard energetici per gli edifici per raggiungere gradualmente la decarbonizzazione del parco immobiliare europeo.

In sostanza, al 2030, tutti i nuovi edifici residenziali dovranno essere a emissioni zero, ovvero produrre energia quanto ne consumano, mentre l’installazione di pannelli solari diventerà obbligatoria per i nuovi edifici e fortemente incentivata per quelli esistenti.

Entro il 2040, le caldaie a gas saranno gradualmente eliminate. Gli incentivi per l’installazione di nuove caldaie a gas cesseranno già dal 2025.

Sai cosa vuol dire questo?

Che fin da ora, una casa dotata di impianto fotovoltaico ha una maggiore appetibilità sul mercato, che si traduce in un valore più alto. 

Attualmente un edificio dotato di impianto fotovoltaico ha un valore di mercato superiore di un valore compreso tra il 4 e l’8%.

Insomma, installando un impianto fotovotlaico non solo ottieni un risparmio economico in bolletta, ma dai anche maggiore valore al tuo immobile di proprietà: considerando anche il beneficio ambientali, si tratta di un vero e proprio investimento per il futuro.

Come scegliere l’impianto fotovoltaico giusto

Scegliere l’impianto fotovoltaico perfetto per le proprie esigenze richiede un’analisi di alcuni fattori fondamentali, che riguardano sia le abitudini del consumatore, sia le caratteristiche del luogo di installazione.

L’obiettivo di una scelta accurata è quello di ottenere il miglior investimento possibile, massimizzando l’autonomia dalla rete elettrica e il risparmio energetico.

Per fare questo, bisogna tener conto di diversi fattori, che vediamo di seguito nel dettaglio.

Il fabbisogno energetico 

La questione cruciale per ottenere soddisfazione dal tuo investimento è il corretto dimensionamento dell’impianto fotovoltaico.

Qualora quest’ultimo fosse troppo piccolo, ti ritroveresti ad attingere troppo dalla rete elettrica, vanificando tutti i propositi di autonomia energetica e minor impatto ambientale.

Dall’altro lato, se fosse troppo grande rispetto alle tue necessità, ti troveresti a spendere una cifra più elevata del dovuto, senza un reale bisogno.

Diventa, quindi, importante sapere quanto deve essere potente il tuo impianto fotovoltaico, per soddisfare le tue abitudini quotidiane.

Come si fa a saperlo? 

Devi conoscere il tuo consumo di energia eletttrico annuo, che puoi ricavare senza troppa difficoltà sommando i consumi riportati sulle tue bollette dell’ultimo anno.

Considera che un kWp di fotovoltaico corrisponde a circa 1.000-1.500 kWh di energia.

Il range dipende dalla località geografica in cui ti trovi: al Nord, il minore irraggiamento solare rende i pannelli solari per l’energia elettrica meno produttivi, mentre al Sud si toccano produttività più elevate, grazie a un miglior irraggiamento solare.

Puoi verificare l’irraggiamento solare nella tua zona geografica, consultando l’atlante italiano delle radiazioni solari.

Spazio disponibile sul tetto, orientamento e presenza di ombreggiamenti

Supponiamo che tu voglia installare un impianto fotovoltaico da 10 kWp: avresti lo spazio sufficiente per ospitare i pannelli solari necessari per raggiungere quella potenza?

La scelta del giusto impianto fotovoltaico passa anche attraverso questo fattore fondamentale: lo spazio che hai a disposizione, che condiziona la potenza installabile.

Se, infatti, hai un tetto piccolo, dovrai optare per un impianto di potenza inferiore. Oppure dovrai acquistare pannelli fotovoltaici ad alta efficienza, capaci di fornirti ottime prestazioni energetiche occupando minor spazio. 

In fase di scelta, è da considerare anche la presenza di ombreggiamenti sul tetto, che potrebbero ridurre la superficie disponbiile, in quando è buona norma evitare l’installazione in punti che presentano oggetti o entità che potrebbero ostacolare l’irraggiamento solare e, di conseguenza, compromettere il rendimento dei pannelli solari.

Un’ultima considerazione riguarda le condizioni di installazione dei moduli che, ai fini di un buon rendimento, dovrebbero essere installati con inclinazione compresa tra i 25 e 35 gradi e orientamento a sud o sud ovest: in fase di analisi, è importante valutare anche questi aspetti che impattano la produttività dell’impianto, rendendolo più o meno performante.

Il budget disponibile

Nel momento della scelta del tuo impianto fotovoltaico, dovrai considerare il budget che vuoi o puoi investire.

In base alla somma disponibile, puoi orientare le tue scelte verso soluzioni più economiche o magari optare per componenti della migliore qualità.

Generalmente la scelta è sempre un compromesso tra le esigenze energetiche, le condizioni ambientali del sito di installazione e le possibilità di spesa: l’ideale è cercare la miglior soluzione possibile rientrando nel budget prestabilito.

Nel paragrafo che segue parleremo meglio dei costi di un impianto.

Per farti capire meglio il concetto di scelta, approfondiamo di seguito la questione relativa alla scelta dei pannelli solari per energia elettrica.

Si tratta di un esempio da manuale, per farti comprendere come le opzioni disponbiili per il tuo impianto fotovoltaico siano il risultato di un’analisi che tiene conto dei tre fattori che ti abbiamo appena elencato, con l’obiettivo di fornirti la migliore soluzione possibile.

Pannelli solari per energia elettrica: le diverse tipologie disponibili

I pannelli fotovoltaici sono disponibili in diverse tipologie, ognuna con caratteristiche specifiche che le rendono più adatte a determinate applicazioni. 

Pannelli solari monocristallini

I pannelli monocristallini sono realizzati con un unico cristallo di silicio e offrono la massima efficienza di conversione della luce in energia elettrica. Grazie alla loro forma quadrata e al colore blu intenso, sono esteticamente molto gradevoli e ideali per installazioni su tetti residenziali. Tuttavia, il loro costo è leggermente superiore rispetto agli altri tipi. 

Sono la soluzione perfetta per chi, avendo un tetto piccolo, voglia ottimizzare lo spazio disponibile, scegliendo pannelli molto efficienti, che occupano meno spazio a parità di potenza installata.

Pannelli solari policristallini

I pannelli policristallini sono composti da più cristalli di silicio, presentano un aspetto più irregolare e un’efficienza leggermente inferiore rispetto ai monocristallini, ma offrono un ottimo rapporto qualità-prezzo. Sono molto diffusi e adatti a diverse tipologie di impianti. Seppur richiedano più spazio rispetto ai pannelli monocristallini, questi pannelli risultano più resistenti alle alte temperature, quindi sono da valutare in zone caratterizzate da estati particolarmente calde.

I pannelli in silicio amorfo

I pannelli in silicio amorfo sono più sottili e flessibili rispetto ai precedenti, offrendo una maggiore libertà di installazione. Sono ideali per applicazioni su superfici curve o irregolari, ma hanno un’efficienza inferiore e una durata leggermente inferiore. 

Pannelli solari per energia elettrica ad alta efficienza

Infine, esistono i pannelli ad alta efficienza, realizzati con tecnologie più avanzate e in grado di raggiungere rendimenti molto elevati. Questi pannelli sono solitamente più costosi, ma sono la scelta ideale per impianti di grandi dimensioni o in condizioni di irradiazione solare limitata. 

Come i monocristallini, appena visti, anche in questo caso, hai la possibilità di ottimizzare lo spazio disponbiile: in pratica, se hai un tetto piccolo, puoi ottenere una soluzione ugualmente potente, ma in meno spazio.

Non improvvisare: affidati a un consulente esperto

Ti abbiamo appena fornito i consigli generali per la scelta di un impianto fotovoltaico.

In realtà, effettuare dei calcoli precisi, richiede competenze comprovate e l’ausilio di strumenti di calcolo, in grado di mettere in relazione le diverse variabili, con l’obiettivo di ottenre stime che possano avvicinarsi alla realtà, fornendo, ad esempio, un calcolo dell’energia che può essere prodotta dall’impianto in quella precisa zone e a quelle specifiche condizioni.

Dunque, il consiglio finale di questa sezione è quello di non improvvisare: affidati a un consulente esperto che sia in grado di guidarti con sicurezza e competenza verso la scelta migliore.

Dedica la fase iniziale del tuo processo di scelta alla ricerca accurata dell’azienda a cui affidare l’impianto: richiedi più preventivi e confrontali tra loro, con l’obiettivo di trovare la soluzione più adatta alle tue esigenze. 

Quanto costa un impianto fotovoltaico

Il costo complessivo di un impianto fotovoltaico è influenzato da una molteplicità di fattori. Innanzitutto, la scelta dei pannelli fotovoltaici incide in modo significativo sul prezzo finale. I pannelli monocristallini, come abbiamo visto, offrono un’efficienza maggiore ma hanno un costo più elevato rispetto ai policristallini o al silicio amorfo. 

Ma il costo dell’impianto fotovoltaico non dipende solo dai pannelli solari per energia elettrica, ma anche da altri componenti dell’impianto come l’inverter, i cavi, i quadri elettrici e i sistemi di monitoraggio contribuiscono al costo totale. 

Quando parliamo di costi, anche la complessità dell’installazione è un altro fattore determinante: tetti inclinati, ombreggiamenti, necessità di opere murarie o interventi sulla struttura portante possono aumentare i costi di manodopera e materiali. 

Le dimensioni dell’impianto sono direttamente proporzionali al costo totale, così come le scelte tecnologiche adottate, come l’eventuale integrazione di sistemi di accumulo o di gestione intelligente dell’energia. 

Infine, gli incentivi statali e le agevolazioni fiscali possono influenzare in modo significativo il costo finale, rendendo l’investimento in un impianto fotovoltaico più accessibile.

Di seguito, ti forniamo una stima dei costi di diverse tipologie di impianto fotovoltaico, con e senza accumulatore.

Per permetterti di notare come cambi il costo finale dell’impianto con l’accesso alle agevolazioni fiscali, abbiamo aggiunto anche il costo con la detrazione del 50% (Bonus Ristrutturazione).

Ovviamente considera che parliamo dei costi degli impianti installati da noi e che i prezzi variano moltissimo anche in base ai marchi dei componenti scelti.

Insomma, adopera queste stime per farti un’idea, sempre considerando che solo un preventivo personalizzato e su misura saprà fornirti costi più precisi e dettagliati.

Come effettuare la manutenzione dell’impianto fotovoltaico per garantirti il massimo della durata e dell’efficienza

La durata di un impianto fotovoltaico si attesta tra i 25 e i 30 anni. Tuttavia, questo valore può variare in base a diversi fattori, tra cui la qualità dei materiali utilizzati, le condizioni climatiche e la frequenza con cui vengono eseguite le operazioni di manutenzione.

Quest’ultima, spesso sottovalutata, ti permette di garantire una lunga vita al tuo impianto, prevenendo guasti e malfunzionamenti.

Non si tratta, in realtà, di operazioni complesse o troppo dispendiose: gli impianti fotovoltaici, una volta installati, richiedono una manutenzione ordinaria relativamente semplice per garantire il mantenimento delle prestazioni nel lungo periodo.

La principale operazione di manutenzione consiste nella pulizia periodica dei pannelli: l’accumulo di sporco, polvere o altri residui sulla superficie dei moduli fotovoltaici può infatti ridurre significativamente l’efficienza di conversione della radiazione solare in energia elettrica. La frequenza con cui è necessario eseguire questa operazione varia in base alle condizioni ambientali e alla posizione geografica dell’impianto: una volta l’anno potrebbe essere sufficiente, se vivi in una zona non particolarmente caratterizzata dalla presenza di polveri sottili. In alternativa, puoi pulirli con una cadenza semestrale.

Un’altra attività di manutenzione fondamentale è la verifica dello stato dei collegamenti elettrici. È importante assicurarsi che tutti i componenti dell’impianto siano ben collegati e che non ci siano dispersioni di corrente. 

Oltre a questo, sarebbe buona norma sottoporre l’impianto fotovoltaico a controllo accurato, da parte di un installatore professionista, almeno ogni due anni, per verificare che tutti i componenti siano sani e perfettamente funzionanti.Se riscontri malfunzionamenti, non esistare a contattare tempestivamente il tuo installatore, che provvederà a riparare il guasto, riportando l’impianto alla sua originaria efficienza.