Massimo Rapisarda L’energia solare · 2009-09-25 · Poiché il disco ha un’area di 127 milioni...

Massimo Rapisarda

L’energia solare

massimo rapisarda: l’energia solare frascati scienza 2009 www.maxrap.it

Poiché il disco ha un’area di 127 milioni di Km2

ogni secondo arrivano su di esso:127 000 000 000 000 x 1370 W =

170 000 TW

Meno il 30% che viene riflessorimangono: 120 000 TWdi cui sulle terre emerse:

36 000 TW

costante solare


Potenza elettrica consumata nel 2006: 2.2 TW

Vento 2-4 TW

Maree 2 TW

Geotermica 10 TW

Biomasse 5-7 TW

Idroelettrico 4.5 TW

Solare 30 000 TW

Potenza lorda teorica delle varie fonti rinnovabili, (convertibile solo in parte in elettrica)

A parte il vento, quasi totalmente sfruttabile, la percentuale utilizzabile delle altre fonti è bassissima.

1 TW = 1 euro


Energia dal sole:termica ed elettrica.

Non tutte le case solari devono essere brutte


Anche tra i collettori solari, ce n’è qualcuno bello


Elettricità dal sole

Solare elettrico: termodinamico a concentrazione

Solare elettrico: fotovoltaico


Impianto vicino a Siviglia (durante la costruzione)


In realtà sono due impianti: uno a concentrazione termodinamica

ed uno fotovoltaico, ad inseguimento e concentratomassimo rapisarda: l’energia solare frascati scienza 2009 www.maxrap.it

FotovoltaicoModuli di un impianto fotovoltaico

Cella di un modulo


Andres Cuevas, Department of Engineering, The Australian National University, Canberra

EvergreenSolar, Q

CellsSanyoKonarka,

Global Solar

Wurth Solar, Shell,

Miasolè, Daystar -

Antec,First Solar

Unisolar, Kaneka,

MitsubishiSanyo, Sharp

Kyocera,Schott,

SunwaysSharp

- Schott, Sharp,

Sunways

AziendeProduttrici

1,53-1,3-1,80,5-0,92-33,33,3Tempo

Pay/back(anni)

45-60.41-31-23-44-55-6

Costo modulo

IVA inclusa(€/Wp)

11-1515-19612-13104-67-10

tandem11-1414-17

η comm. Celle e

moduli (%)

17,819,362017152025η max celle Lab. (%)

36-1244638Quota diMercato (%)

Silicon RibbonTM

HIT®a-Si on Cz

Silice

Celle OrganicheCIS-CIGSCdTeSilicio

AmorfoSilicio

PoliSilicioMono

EvergreenSolar, Q

CellsSanyoKonarka,

Global Solar

Wurth Solar, Shell,

Miasolè, Daystar -

Antec,First Solar

Unisolar, Kaneka,

MitsubishiSanyo, Sharp

Kyocera,Schott,

SunwaysSharp

- Schott, Sharp,

Sunways

AziendeProduttrici

1,53-1,3-1,80,5-0,92-33,33,3Tempo

Pay/back(anni)

45-60.41-31-23-44-55-6

Costo modulo

IVA inclusa(€/Wp)

11-1515-19612-13104-67-10

tandem11-1414-17

η comm. Celle e

moduli (%)

17,819,362017152025η max celle Lab. (%)

36-1244638Quota diMercato (%)

Silicon RibbonTM

HIT®a-Si on Cz

Silice

Celle OrganicheCIS-CIGSCdTeSilicio

AmorfoSilicio

PoliSilicioMono

Efficienza e Tempo di pay back (il tempo che la cella deve lavorare per ripagare l’energia necessaria a produrla)


Quanta elettricità possiamo produrre col fotovoltaico?

Dipende, per esempio, dalla durata delle giornate


O dalla nuvolosità durante l’anno

Clear sky index


Global horizontal irradiation (KWh/m2/anno)

Tenendo contodi tutti i fattori sipuò fare unamappa diquanta energiasolare arrivaogni anno su un metro quadratodi terrenoorizzontale.


Quanta superficie occorre per produrre l’elettricità che

consumiamo nel mondo?

Un metodo grezzo ma corretto:insolazione media: 1.3 KW/m2

efficienza pannelli: 10% duty cycle giornaliero: 10 % :

Ogni metro quadro produce13 W/m2 x 365 x 24 =

115 KWh/m2

Per il mondo (18930 TWh) occorrono 18930 TWh / 115 KWh

= 1.6 1011 m2 = 160000 km2

(superficie dell’Italia: 300000 km2)

Per l’Italia (340 TWh) occorrono 3000 km2

(area provincia Enna: 2600 km2)


12.78 – 4.28 = 8.5 GW(potenza solare istallata nel 2006)8.5 GW producono 10000 GWh = 10 TWh10 / 18930 = 0.05 % dell’elettricità del 2006

Nel 2006 lo0.05 % dell’elettricità

Ma quanta se ne produce?


Nel 2012si dovrebbero produrre moduli per 50 GW

potenza istallata nel 2012 = 100 GWEnergia prodotta = 100 TWh

100 / 18930 = 0.5 % dell’elettricità prodotta dal fotovoltaico

Previsioni: nel 2012 lo 0.5 %

dell’elettricità saràprodotto col fotovoltaico

Si continueràdecuplicando ogni 5

anni?


Costi dell’energia solare

In Germania e in Spagna gl’incentivi hanno stravolto i consumi


Con gl’incentivi del 2007, conviene fare un impianto solare in Italia?

Il conto della serva

Stima per un impianto da 1 milione di KWh anno (2007)

1 KW di picco fotovoltaico (circa 8 metri quadri di pannelli) costa tra 4500 e 5000 euro.

Nell’Italia centrale 1 KW di picco produce circa 1200 KWh anno.

Per produrre 1 milione di KWh in un anno occorre un impianto di circa 850 KW di picco.

850 KW sono circa 7000 metri quadri. Per alloggiarli su un terreno ci vogliono 2 ettari (che bisogna procurarsi).

A 4700 € al KW l’impianto costa 4 milioni di euro (4700 x 850).


Il costo della serva

Prendere a prestito 4 milioni di euro, ripagandoli al 5% fisso in venti anni costa 320,000 € l’anno (in rate semestrali)

Il costo di manutenzione annua è stimabile all’1% del costo dell’impianto: 40,000 €.

Bisogna pagare il premio dell’assicurazione: i pannelli vengono spesso rubati o danneggiati, da 20 a 40,000 €.

In totale il costo annuale di un impianto da 1 milione di kWh viene circa 400,000 €.


L’incasso della serva

1 milione di kWh venduto a 0.09 € fa incassare 90,000 € l’anno (da tassare). Circa 60,000 € dopo le tasse.

1 milione di KWh riceve 400,000 € di incentivi l’anno nel caso di impianto parzialmente integrato.

In definitiva: 460,000 – 400,000 = 60,000 € anno.

Questo significa che produrre:

il 10% di energia in meno, porta a un netto di 14,000 €,

mentre il 13% in meno azzera il guadagno.


Le preoccupazioni della serva

In fase di progetto i margini di errore non sono ampi.

Tutte le variazioni di efficienza dei moduli dovute all’irraggiamento, all’inclinazione, alla temperatura, allo spettro, al degrado vanno valutate con attenzione.

Qualche percento trascurato qua e là può portare al fallimento.

Gl’incentivi hanno un effetto moltiplicatore sui rischi.


NUCLEARE SOLAREalta intensità bassa intensitàconcentrata in grossi impianti generata localmenteproduzione costante produzione variabile

Per ridurre le emissioni, energia nucleare e solare si integrano bene:Concludendo

Non dimentichiamo che per l’effetto serra,siamo ad un passo dalla catastrofe!


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