Fotovoltaico Ibrido per Produrre acqua Calda ed energia elettrica



Per impianto fotovoltaico solare ibrido si intende un sistema che permette la produzione sia di energia elettrica che di acqua calda. Il compito di produrre la prima sarà a carico della parte fotovoltaica, la seconda del collettore solare termico. I due sistemi sono perfettamente integrati insieme e si aiutano l’un l’altro.

La convenienza:
uno dei principali inconvenienti dei pannelli fotovoltaici è rappresentato dall’alto costo iniziale e dalla limitata quantità di energia elettrica che si riesce a “tirare fuori” rispetto alla forte radiazione solare. Un impianto ibrido tende a riequilibrare queste perdite compensandole con la produzione di acqua calda che, in maniera direttamente proporzionale, fa risparmiare soldi sulla bolletta del gas.pannelli solari ibridi

Ogni cella fotovoltaica è influenzata negativamente dal calore. Di solito i dati forniti dai produttori circa il rendimento di un modulo fotovoltaico si riferiscono a temperature di 25 gradi, ma in piena esposizione al sole, in estate, si toccano anche 60 gradi. Ogni grado in più che si scosta dalla temperatura ottimale fa scendere le performance di circa lo 0,4%, 30 gradi in più significano il 12% in meno di efficienza.

In un sistema ibrido il circuito del collettore solare termico ha una doppia funzione. Quella di raffreddare i pannelli fotovoltaici e, allo stesso tempo, utilizzare quest’acqua ora calda per l’uso sanitario.  Il risultato sarà di una maggiore produzione di energia elettrica e la produzione di acqua calda.

Oltre ad aumentare le prestazioni del modulo fotovoltaico i sistemi ibridi ottimizzano lo spazio disponibile sul tetto. Due impianti separati con i relativi pannelli occupano più spazio rispetto ad uno combinato, ma la convenienza non finisce qui.

impianto solare ibrido

I pannelli fotovoltaici che non sono stressati dalle alte temperature durano di più, il raffreddamento costante permette di avere una vita più lunga ed un decadimento di efficienza minore, solitamente fissato all’80% dopo 20 anni.

Possiamo quindi sostituire la caldaia a gas con il collettore solare termico che si preoccuperà di produrre acqua calda per uso sanitario (ACS), ma anche per eventuale formi di riscaldamento di ambiente. Pensiamo al riscaldamento a pavimento con pannelli radianti che ben si può realizzare producendo acqua a 35 gradi di temperatura.

Quindi in un solo colpo avremo la possibilità di azzerare o quasi i costi di luce e gas. La caldaia potrà essere utilizzata solo quando le giornate sono molto nuvolose e non c’è insolazione. DI elettricità avremo bisogno la notte a meno che non abbiamo utilizzati sistemi di stoccaggio con batterie.

I sistemi ibridi in commercio ed i costi:

Questo qui, è prodotto da Sundrum, permette il montaggio di diversi moduli fotovoltaici, tra cui anche i Sanyo ad alta efficienza, oppure il sistema ibrido, chiamati pannelli termofotovoltaici,  di Dualsun che ha nel retro dei pannelli un collettore di alluminio che cede il calore ad un sistema idraulico per la generazione di acqua calda.

Il sistema qui rappresentato è costituito dai pannelli fotovoltaici nella parte anteriori ed i collettori termici dove scorre l’acqua nella parte posteriore. Fototerm propone un sistema ibrido che monta pannelli Canadian Solar.

L’italiana Brandoni Solare ha in catalogo un kit già pronto mentre Av Project propone moduli termo-fotovoltaico da 60 celle insieme.

Dimensionamento

Superficie dei pannelli fotovoltaici ibridi: solitamente gli impianti solari fotovoltaici (solo per la produzione di elettricità) occupano circa 25 mq per una potenza di 3 kWp.

Per i pannelli solari ibridi che producono anche calore, occorre fare attenzione a trovare il giusto equilibrio tra “produzione di elettricità” e “produzione di calore”, soprattutto in estate.

Di conseguenza, la superficie dei pannelli ibridi è più modesta ed è di circa 13 mq (1,5 kWp per la parte fotovoltaica e 1,5 kWp per la parte termica). Pertanto, il fabbisogno di acqua calda viene soddisfatto senza sovradimensionare (una base di 4 persone).

Prezzi fotovoltaico ibrido

Il prezzo di un’installazione dipende da molti fattori: passaggio dei condotti, lunghezza dei tubi, tipo di integrazione nel tetto . Tuttavia, per dare un ordine di grandezza, possiamo considerare che un’installazione di pannelli solari ibridi di una potenza di 3 kWp costa dai 10.000 ai 13.000 euro tasse incluse.

Ibrido solare eolico

Funzionamento: il pannello solare fotovoltaico è ventilato sul lato inferiore per dissipare il calore. L’aria calda viene quindi spinta da un ventilatore attraverso condotti che servono gli ambienti della casa e possibilmente uno scaldacqua termodinamico . Il calore in eccesso viene rimosso all’uscita del tetto.

Prestazioni: in inverno, il sistema rimane logicamente molto poco recuperabile perché la produzione di calore è molto bassa (tranne forse per le seconde case con una funzione “antigelo”).

A metà stagione è interessante perché il sistema solare eolico ibrido può rendere il calore utile per aiutare la caldaia principale.

In estate, il calore prodotto può essere utilizzato collegando i pannelli solari ibridi a uno scaldacqua termodinamico (pompa di calore che utilizza aria calda). Tuttavia, ciò comporta costi aggiuntivi e un notevole spazio di stoccaggio vicino ai pannelli solari.

In tutti i casi, per essere efficaci, i termostati della caldaia (riscaldamento principale) e i pannelli solari ibridi (riscaldamento secondario) devono essere armonizzati. In modo che quando il sole è presente, la caldaia si spenga rapidamente a favore del solare.

In generale, poiché la produzione termica è piuttosto bassa, il dispositivo è più efficiente e coerente nelle nuove case molto ben isolate.

pannello solare ibrido ad idrogeno

Alla ricerca di nuove soluzioni, i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory e il Centro comune di fotosintesi artificiale (Stati Uniti) hanno sviluppato una  “cellula ibrida fotoelettrochimica e fotovoltaica (HPEV)” , un dispositivo che converte la luce del sole non solo nell’idrogeno , ma anche in elettricità.

Da notare che le celle solari tradizionalmente destinate all’elettrolisi dell’acqua sono costituite da una pila di materiali. Ciascuno di essi assorbe parte delle che compongono la luce solare. E così facendo, generano una corrente elettrica che trasformerà l’acqua in e idrogeno.

Secondo i ricercatori, l’efficienza di una convenzionale cella solare, silicio e vanadio di bismuto , è inferiore al 7%. D’altra parte, le loro celle HPEV, se continuano a produrre idrogeno, fino a circa il 7%, producono anche elettricità con una resa di circa il 13,5%. Ciò fornisce loro un rendimento complessivo di circa il 20%.

3 commenti

  • Avendo a disposizione una superficie di 50 mq, a spanne, quanto sarebbe il costo per un impiano FVT?

    • Con 50 mq a disposizione installi tranquillamente un sistema da 6 kwp, stiamo tra i 10.000 ed i 12.000 euro tutto compreso. Ovviamente dipende dalla marca dei moduli che hai scelto.

    • Con 50 mq installi almeno un 6k di moduli solari ibridi. Il costo dipende da cosa devi ottenere: se vuoi ottenere solo l’indipendenza della acqua calda sanitaria in abbinamento ad una pompa di calore il prezzo é sui 18’000 eur se vuoi abbinare invece una pompa di calore di tipo geotermico per il riscaldamento ed acqua sanitaria siamo sui 28’000 eur.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *