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Arch. Perfetto Solar Design

  APPLICAZIONI FOTOVOLTAICHE



LE POTENZIALITÀ ED IL VALORE DEL   FOTOVOLTAICO

La produzione di FV ha superato alla fine del '99 la soglia dei 200 MW.
Nell'ultimo decennio il mercato FV ha registrato una continua crescita: dal 1990 al 1996 il tasso annuo di crescita è stato in media del 10%; nel 1997 ha avuto un'impennata, con +42% rispetto all'anno precedente, per scendere nel 1998 a +20%, anno in cui la produzione mondiale di celle e moduli FV ha raggiunto circa 150 MW di potenza (alla fine del '98 la potenza totale installata nel mondo era di circa 400 MW). Da qui al 2010 si prevede che il tasso medio annuo di crescita sarà di circa il 17% (Rapporto Sarasin, agosto 1999), anche se per alcune applicazioni, soprattutto quelle connesse alla rete, si può prevedere una crescita del 25% e per alcuni paesi, come il Giappone, si prevede che il mercato possa nei prossimi anni raddoppiare, se non triplicare.

Questa crescita trova una sua spiegazione anche nel cosiddetto "Valore del Sole"; il FV infatti ha in sé, come altre tecnologie solari, delle caratteristiche che rispondono alla crescente sensibilità ambientale e ad esigenze estetiche; inoltre è in grado di produrre elettricità in aree isolate, di sostituire i materiali da costruzione tradizionali e di produrre energia pulita presso l'utenza.
(fonte ises)


Applicazioni PV (fonte ISES)
Applicazioni PV (1998)

Centrale Fotovoltaica di Vulcano
La Centrale Fotovoltaica di Vulcano



ALCUNI ESEMPI DI APPLICAZIONE

UTENZE ISOLATE

TRASPORTI

ARREDO URBANO





sistema isolato
Utenza isolata provvista di impianto PV isolato



Pannello PV montato su Camper per elettroutenze (frigo,tv,computer)


  UTENZE ISOLATE

L'applicazione oggi più promettente della conversione fotovoltaica per usi non speciali è l'alimentazione di case o comunità isolate, ad alto onere di allacciamento o di esercizio e con carico elettrico contenuto. In questo caso la conversione fotovoltaica si può porre in alternativa sia all'allacciamento alla rete che ai piccoli gruppi a combustione interna.
Si ritiene che questa applicazione sia ora matura per essere industrializzata ed applicata su scala nazionale tutte le volte che esista una convenienza economica o ambientale ad evitare l'impiego delle linee elettriche.
I sistemi di conversione utilizzati per gli impianti in corrente alternata sono progettati con criteri di modularità, facilità di montaggio e contenimento delle opere civili.
Dal punto di vista energetico il dimensionamento degli impianti rappresenta un compromesso tecnico-economico, con un livello di indisponibilità contenuto nelle 80 ore/anno per gli impianti in corrente alternata e nullo (a meno di guasti accidentali) per quelli in continua che sono chiamati a svolgere un servizio di emergenza. A titolo esemplificativo, un impianto da 1,5 kW è in grado di erogare mediamente circa 2000 kWh/anno ad un rendimento complessivo (energia solare, energia elettrica in c.a.) dell'8% per un totale di circa1600 ore equivalenti in una località meridionale italiana. Il costo totale degli impianti per le tre taglie di potenza è risultato di circa 50 ML (1,5 kW), 70 ML (3 kW) e 120 ML (6 kW).
L'esperienza condotta ha evidenziato come solo un terzo del costo totale sia costituito dal generatore fotovoltaico, circa il 25% da sostegni ed opere civili mentre la parte per la conversione cc/ca pesi per il 20% del costo totale.


  TRASPORTI

Prospettive

Le pressanti
esigenze ambientali danno in generale ai “quadricicli leggeri” elettrici, come previsti dalla direttiva CEE 92/6 1, buone potenzialità di sviluppo. 1 4 kW di potenza sono infatti adeguati a una velocità massima di 45 kmlh; la quale è a sua volta sufficientemente compatibile col traffico urbano, tanto più nei centri storici. Quanto alla “ripresa”, ignorata dalla norma, essa è un pregio tipico dei propulsori elettrici se è ragionevole il rapporto peso/potenza. Al riguardo va ricordato che molti esperti ritengono ottimale una ripartizione del peso in parti uguali (tre terzi) fra il veicolo, le batterie e il carico utile.

Qualche dato e qualche conto (del tutto indicativo)

Circa l
’autonomia, punto debole dei veicoli elettrici, occorre distinguere fra i quadricicli di uso privato e quelli per uso pubblico. Riguardo ai primi, si tenga conto che nei Paesi occidentali la percorrenza media di tutti i veicoli - TIR compresi - è intorno ai 40 km al giorno. Per cui dovrebbe essere adeguata, in un’ altissima percentuale di casi, una autonomia giornaliera di 50 km, che un quadriciclo elettrico anche non molto sofisticato può senz’altro avere.
Una stima prudenziale, dati il peso e la velocità limitati, e in base allerisultanze di veicoli elettrici a tecnologia tradizionale, porta infatti a ipotizzare un consumo di circa 70 Wh ~km. E poichè la capacità su cui si può contare delle più usuali batterie, quelle al piombo, è di circa 20 Wh per kg, l’energia necessaria a quella percorrenza - paia (50 x 70) = 3.500 wattora - può essere contenuta in (3.500 20) = 175 kg di batterie. Con la regola dei tre terzi ne risulta un veicolo teorico, ma abbastanza plausibile, che pesa a vuoto (175 + 175) = 350 kg e porta 2 persone da 80 kg più 15 kg di bagaglio: in totale, 525 kg.
L
’uso pubblico richiede invece autonomie ben maggiori (per esempio la percorrenza dei taxi, è di 110-120 km al giorno a Torino e di 140-150 a Roma o a Milano), ma mai verificate seriamente in grandi città, che noi si sappia. Quell’uso consentirebbe tuttavia sistemi di rifornimento dei veicoli che non si possono permettere i singoli privati, come la sostituzione rapida delle batterie o la loro ricarica in parcheggi attrezzati a quello scopo. Quanto alle possibilità che offrirebbe il progresso più recente, il veicolo teorico di cui sopra, con batterie p.es. al Sodio-Nickel Cloruro, avrebbe una autonomia di 200 km e con batterie Zinco-aria arriverebbe a circa 300 km. Risultati ancora migliorabili con un propulsore avanzato. Come p.es. quello di “Twike” (v. foto), triciclo biposto prodotto in Svizzera (dove per battere l’inquinamento la ricerca sui veicoli elettrici è sostenuta, sul serio, fin dagli anni ‘80 e dove trovate tipo i “giovedì del pedone” sarebbero considerate stravaganti). Esso non è omologato in Italia (ma ne circolano già centinaia in altri Paesi), pesa 250 kg a vuoto, batterie (Ni-Cd) comprese, ha un motore asincrono da 3 kW e raggiunge gli 85 kmlh con un’autonomia di 50-70 km. ii suo consumo urbano medio, misurato alla rete (alla ricarica), è di 120 wattora per tonnellata! chilometro, che al netto delle perdite di caricabatterie e batterie si possono stimare in circa 90 al motore. Con un sistema propulsivo analogo, il consumo al motore del nostro veicolo teorico da 525 kg a pieno carico potrebbe perciò diminuire a circa (90x0.525)=47.25 wattora al Km, dai 70 ipotizzati, e la sua autonomia, p.es. con batterie Zn-aria, superare i 400 km (grazie anche al limite di velocità a 45 kmh.

Un'ipotesi interessante, i "Moped"

E' annosa ne
ll’ambito urbano, e non solo, la diatriba fra i sostenitori del trasporto collettivo e quelli del trasporto individuale. I fatti dicono che anche in città ben servite da mezzi pubblici, e non abitate da individualisti incurabili come gli italiani, una larga parte degli spostamentidi persone avviene con mezzi privati. Facendo ancora l’esempio della razionale, di sciplinata e servitissima Svizzera, vi avviene in auto ben il 50% di essi - addirittura il 76% se per ragioni di lavoro - e i mezzi collettivi risultano usati in percentuale molto
minore rispetto all’insieme dei mezzi individuali.
Ma non è detto affatto che i mezzi pubblici debbano essere per forza collettivi. Un sistema basato su mezzi individuali pubblici, diversi dai taxi, è stato elaborato dal “re” delle pentole a pressione, Adriano Lagostina, come sviluppo di una sua prima idea già comparsa su “L’Europeo Motori” del luglio 1966; quando però gli ingorghi stradali non erano il problema che sono oggi e mancavano le possibilità tecniche attuali.
Il suo “Progetto per l’auto cittadina” prevede vetturette monoposto, battezzate “Moped”, di ingombro minimo e in numero adeguato a sostituire quella gran parte di auto che circola col solo guidatore a bordo.
Esse sono operative solo nei giorni e nelle ore di lavoro e a disposizione, in appositi parcheggi distribuiti nella città, di chi ha un particolare “bancomat”. Che serve a far aprire gli sportelli, avviare il motore e riconoscere l’utente; i cui dati sono trasmessi a un centro capomaglia (per il calcolo del debito) da un sistema satellitare; il quale “segue anche il veicolo nei suoi spostamenti e vigila a che sia poi parcheggiato in una delle aree apposite (diversamente il “bancomat” non viene restituito). Una descrizione molto sommaria, questa, del progetto Lagostina. Che invece è tanto scrupolosamente dettagliato da prevedere fra i costi, si pensi, anche un risarcimento ai tassisti, che ne verrebbero danneggiati. Ci proponiamo di occuparcene più diffusamente in un’altra occasione.
(fonte: Energia dal Sole n.1-2000 - Leonardo Libero)




Automobile elettrica a ricarica fotovoltaica
Automobile elettrica a ricarica fotovoltaica

biciclette elettriche (Yamaha)
biciclette elettriche (Yamaha)
biciclette elettriche (Yamaha)
Alcuni modelli di biciclette elettriche (Yamaha)

"Twice"
Il triciclo elettrico "Twice"


Pacifico
Il quadriciclo "pesante" delle Officine Pacifico (Macerata)

Tasso
Il modello della Tasso srl di Atessa (Chieti)

Solar Challenge
Vettura solare al Solar Challenge



 ISE
Barriera antirumore a copertura fotovoltaica
(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE)


Pensilina PV
Pensilina parcheggio a copertura fotovoltaica
per la ricarica di auto elettriche (Enea)


Pensilina Autobus PV
Fermata autobus americana


Percorso pedonale PV
Percorso pedonale PV


 impianti fotovoltaici di diffusione
Progetto prototipo per piccoli impianti fotovoltaici di
diffusione. Architetti Cinzia Abbate e Corrado Terzi.
Rendering Stefano Suarez




   ARREDO URBANO


L'integrazione dei sistemi fotovoltaici negli edifici, come già accennato, presenta quindi molteplici vantaggi, così riepilogabili:
• la capacità del materiale di trasformare la radiazione
solare in energia elettrica;
• il risparmio di materiali di rivestimento convenzionali dell’edificio
• l’occupazione di superfici comunque già utilizzate per altri scopi;
• il risparmio di energia e materiali per le strutture portanti dell’impianto fotovoltaico;
• l’utilizzazione dell’elettricità nel luogo e al momento della domanda, con conseguente forte riduzione delle perdite di trasmissione in rete e diminuzione del picco di domanda;
• la possibile utilizzazione multifunzionale dei pannelli (p. es. come sistema frangisole);
• la possibilità di recupero dell’energia termica dissipata dai pannelli;
• i conseguenti minori tempidi ritorno energetico (“Energy Pay-back time).

Queste affermazioni sono confermate dai risultati di diverse analisi effettuate sul ciclo di vita dei sistemi fotovoltaici

Alcuni studi indicano chiaramente che l’utilizzazione dei pannelli fotovoltaici come materiale di rivestimento per l’edilizia, è perfettamente compatibile con il ciclo di vita degli edifici in termini di: produzione del materiale primario, costruzione e durata di utilizzazione sia dell’edificio sia del fotovoltaico, manutenzione di entrambi, smontaggio o demolizione dell’edificio ed eliminazione/riciclaggio dei suoi componenti .
Ultima ma non meno importante considerazione da introdurre è la grande valenza estetica del fotovoltaico. Il materiale fotovoltaico è già entrato a far parte delle voci di capitolato come materiale da costruzione degli edifici. Molte industrie internazionali del settore edile hanno prodotto e commercializzato prodotti fotovoltaici per le costruzioni: oltre alla tegola fotovoltaica e al pannello di rivestimento per facciate (vedi "tecnologie fotovoltaiche nel settore edilizio") esistono frangisole e persiane fotovoltaiche, lampioni parchimetri, chioschi e pensiline fotovoltaiche.
Sebbene molte persone ritengano che la principale barriera all’utilizzazione del fotovoltaico sia l’alto costo del materiale, sono invece convinta che l’ostacolo principale sia l’insufficiente divulgazione culturale attivata nelle scuole e nelle università, e la sua scarsa promozione commerciale tramite i mass media televisione, radio, e pubblicazioni. Ma soprattutto la grande barriera è rappresentata dallo scarso numero di nuove costruzioni, tipica di una situazione nazionale che vede un basso numero di realizzazioni architettonicamente significative e tecnologicamente avanzate. Per dirlo con un gioco di parole, in Italia il fotovoltaico per riconfermare il successo dimostrato all’estero,
ha bisogno di committenti illuminati. Ha bisogno di politiche comunali e regionali che operino nel rispetto dell’impegno ambientale promesso. Continuare a progettare erealizzare i grandi monumenti laici del terzo millennio in modo convenzionale, senza pensare alle sue ripercussioni ambientali sarebbe quantomeno irresponsabile.
La storia delle principali capitali del mondo ha più volte insegnato che il prestigio ed il potere politico, può essere dimostrato dal grado di impegno ambientale e servizio sociale che una cultura è in grado di realizzare.
Questo non è un rimprovero, bensì un augurio ed un messaggio, che si vuole inviare alle grandi realizzazioni nazionali previste per il Giubileo, a tutte le amministrazioni ed industrie che verranno coinvolte, e soprattutto a tutti i progettisti del terzo millennio.

(fonte: I Quaderni del Sole anno2 n.4 -Cinzia Abbate )





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