Come funziona un impianto fotovoltaico residenziale

Un impianto fotovoltaico residenziale converte la radiazione solare in energia elettrica attraverso l'effetto fotoelettrico. Il processo inizia nei moduli fotovoltaici installati sul tetto e termina nelle prese dell'abitazione, con alcune trasformazioni intermedie necessarie affinché l'energia sia utilizzabile dagli apparecchi domestici.

I componenti principali di un impianto residenziale

I moduli fotovoltaici

I moduli sono composti da celle fotovoltaiche, generalmente in silicio cristallino (monocristallino o policristallino). Ogni cella produce una piccola tensione continua quando esposta alla luce. I moduli residenziali tipici hanno una potenza nominale compresa tra 350 e 450 Wp (Watt di picco), misurata in condizioni standard di irraggiamento (1000 W/m² a 25°C).

Le celle in silicio monocristallino raggiungono efficienze superiori al 20%, mentre quelle policristalline si attestano tra il 15% e il 18%. La scelta dipende dalle dimensioni disponibili del tetto e dal budget di progetto.

L'inverter

La corrente continua (DC) prodotta dai moduli non è direttamente utilizzabile dalla maggior parte degli apparecchi domestici, che funzionano in corrente alternata (AC) a 230 V / 50 Hz. L'inverter si occupa di questa conversione. Nei sistemi residenziali si distinguono due tipologie principali:

• Inverter stringa: converte l'intera produzione di una serie di moduli collegati in sequenza. È la soluzione più diffusa per tetti con esposizione uniforme e senza ombreggiamenti parziali.
• Microinverter: ogni modulo ha il proprio piccolo inverter. Maggiore flessibilità in caso di tetti con superfici a orientamento diverso o con ombreggiamenti parziali, a fronte di un costo unitario più elevato.

Il contatore di scambio e il collegamento alla rete

In Italia, gli impianti residenziali sono quasi sempre connessi alla rete elettrica pubblica (configurazione grid-connected). Il gestore di distribuzione installa un contatore bidirezionale che misura separatamente l'energia immessa in rete e quella prelevata. Questa configurazione permette di valorizzare l'energia prodotta in eccesso attraverso meccanismi come lo Scambio sul Posto (SSP) gestito dal GSE.

Il percorso dell'energia nella giornata

Durante le ore di sole, i moduli producono energia che viene prima destinata ai consumi domestici. Se la produzione supera il fabbisogno istantaneo, l'eccesso viene immesso nella rete pubblica. Nelle ore notturne o in caso di produzione insufficiente, l'abitazione preleva energia dalla rete.

Producibilità e irraggiamento in Italia

L'Italia presenta una variazione significativa di irraggiamento solare tra Nord e Sud. A titolo orientativo, uno strumento come PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System), sviluppato dal Centro Comune di Ricerca della Commissione Europea, permette di stimare la produzione attesa di un impianto in qualsiasi localizzazione italiana inserendo orientamento, inclinazione e potenza del sistema.

I valori sono indicativi e variano in funzione dell'anno, dell'orientamento del tetto e di eventuali ombreggiamenti locali. Per stime precise fare riferimento agli strumenti ufficiali.

Iter autorizzativo in Italia

Per la maggior parte degli impianti residenziali di potenza fino a 20 kW su tetti esistenti, in Italia è sufficiente una Comunicazione di Inizio Lavori Asseverata (CILA) o una comunicazione al Comune, secondo le disposizioni del Testo Unico dell'Edilizia e successive modifiche. L'iter preciso dipende dalla normativa comunale e dalla classificazione dell'immobile. Il collegamento alla rete richiede anche la presentazione di una richiesta al gestore di distribuzione locale (solitamente e-distribuzione nella rete nazionale).

Riferimenti tecnici e normativi