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Monitoriamo produzione e consumi di un’abitazione con un piccolo impianto fotovoltaico

Monitorando, per 3 anni, un piccolo impianto FV residenziale installato nel nord Italia abbiamo ottenuto alcuni dati significativi su produzione e livelli di autoconsumo in una famiglia tipo. L'analisi, realizzata dall'ing. Roberto Gerbo, ci consente di valutare anche l'andamento di immissioni e prelievi di elettricità in rete per i diversi mesi dell'anno e per le diverse fasce di consumo.

Sul fotovoltaico giorno dopo giorno bisogna sfatare alcuni falsi miti. Uno di questi riguarda l’idea che la produzione degli impianti residenziali non sia in linea con le attese indicate dall’installatore. Ci sono molti esempi concreti che testimoniano il contrario. Qui ne segnaliamo uno. Grazie ad una 'mini serie storica' dettagliata realizzata da un proprietario di un piccolo impianto FV incentivato con il conto energia si dimostra che non solo si sono raggiunti ma anche superati i risultati prestazionali indicati originariamente. E’ interessante segnalare come questo abbia anche accelerato i tempi di ritorno dell’investimento, anche grazie ad alcuni interventi dal lato della domanda da parte dell’utente. Tuttavia in questo caso ci limitiamo a valutare solo gli aspetti energetici e per questo lavoro ringraziamo l'accurata analisi dell'Ing. Roberto Gerbo.

L’impianto ha una potenza di 2,5 kW ed è stato installato nel dicembre del 2011 in un comune vicino Torino (350 m slm). Ecco le sue caratteristiche essenziali:

  • 8 Moduli Sun Power modello E18 318W, con potenza nominale di 318 W/modulo
  • posizionato su falda tetto a sud, inclinato di circa 30°
  • resa dichiarata dal fornitore: circa 3.100 kWh/anno (1.250 kWh/anno per kWp).

L’alloggio servito dall’impianto è abitato da due persone, una delle quali da metà 2013 svolge in house attività assimilabile a lavoro di ufficio.

Andiamo a vedere quali sono le forniture energetiche dell’abitazione. La potenza del contatore elettrico è di 3 kW nominali e il riscaldamento è autonomo con gas metano (caldaia a condensazione). L’acqua calda sanitaria è fornita da un impianto solare termico integrato alla caldaia a gas. La cucina inizialemente è a gas e si dispone di un forno elettrico. Per l’illuminazione interna si hanno lampade fluorescenti compatte. Tra gli elettrodomestici: lavatrice da 6 kg, frigorifero, lavastoviglie (utilizzo 2 volte settimana), PC e 2 apparecchi TV. Da segnalare la dotazione di una bici elettrica soggetta a periodiche ricariche specie in estate. Non è presente alcun impianto per il condizionamento estivo. Dunque, in linea di massimo, il profilo dell’utenza può essere paragonato a quello della gran parte dei consumatori.

Vediamo ora i consumi elettrici dell’abitazione prima della installazione dell’impianto FV: erano pari a circa 3200-3300 kWh/anno, di cui:

  • 27% in fascia F1 (2,9 kWh/giorno in estate e 2,7 kWh/giorno nei restanti mesi)
  • 37% in fascia F2 (2,1 kWh/giorno in estate e 2,8 kWh/giorno nei restanti mesi)
  • 36% in fascia F3 (2,2 kWh/giorno in estate e 2,9 kWh/giorno nei restanti mesi)

Ovviamente si vede da questi dati che il consumo è più elevato di sera e nei giorni festivi. Il maggior consumo elettrico, vista l’assenza di condizionamento estivo, è fuori dal periodo estivo, ed è presumibilmente dovuto all’illuminazione artificiale.

Subito dopo installazione dell’impianto FV la cucina viene dotata solo di piastre elettriche e dalla metà del 2013 i locali di maggiore uso serale (cucina, salone, ecc.) sono stati dotati di lampade a led al posto delle fluorescenti compatte (7 lampade a led da 11 W al posto di corrispondenti fluorescenti compatte da 25 W) per un risparmio stimato di 100 kWh/anno.

Andiamo dunque a vedere qual è stata la produzione di energia solare FV. Si è scoperto che l’impianto su base annua ha prodotto più del previsto: in media oltre 3.300 kWh/anno (vedi grafico).

Al variare della stagione (e sono diversi gli andamenti mensili di irraggiamento da un anno all’altro), l’autoproduzione (autoconsumo) ha una diversa distribuzione mensile rispetto a quella annuale (tabella - pdf)

Si registra una percentuale di autoproduzione del 63-69% in fascia F1 e la restante quota equamente distribuita in fascia F2 e F3. In particolare a livello giornaliero:

  • F1: 8 kWh/giorno in estate e 5 kWh/giorno nei restanti mesi
  • F2: 2 kWh/giorno in estate e 1,2 kWh/giorno nei restanti mesi
  • F3: 1,8 kWh/giorno in estate e 1,4 kWh/giorno nei restanti mesi

Ne conseguirebbe l’esigenza di massimizzare i consumi in fascia F1 per utilizzare il più possibile l’autoproduzione da FV. Ma, come si sa, solitamente i consumi delle famiglie (si è fuori per lavoro nel corso dei giorni feriali) sono più significativi nelle fasce F2 e F3. Dal monitoraggio effettuato dal proprietario si rilevano, come da tabella, gli andamenti nel tempo dei consumi elettrici (2011-2014). Dal 2012 i consumi totali rispetto al 2011 risultano in leggera diminuzione (-9%), nonostante l’introduzione delle piastre elettriche per la cucina in sostituzione di quelle a gas.

La ripartizione percentuale delle fasce di consumo è dell’ordine di circa 1/3 per ognuna. Si registra un aumento dal 2013 per quella F1 a conferma degli effetti della attività di ufficio in house; di conseguenza, i consumi elettrici in F2 e F3 hanno una riduzione, probabilmente dovuta anche agli interventi di efficienza attuati nel 2013 (nuove lampade a led, una più attenta gestione dei carichi, maggiore attenzione agli stand- by).

L’andamento dello utilizzo diretto e della immissione in rete dell’energia elettrica solare prodotta dall’impianto fotovoltaico negli anni 2012, 2013 e 2014 è sintetizzato da 3 grafici (cliccare per ingrandire).

Si può osservare che nei 4 mesi estivi si raggiunge il 45% totale di autoproduzione. Durante gli altri mesi è opportuno gestire i profili di consumo per massimizzare l’utilizzo diretto della produzione FV.

Il dettaglio per ogni fascia di consumo evidenzia differenti quote di utilizzo diretto di ogni mese, funzione ovviamente di livelli di autoproduzione mensile di ogni anno:

  • F1:- 20-30% (picchi in inverno in base al clima)
  • F2:- 30-50% (minimo in estate)
  • F1:- 20-50% (minimo in estate)

Si registra una significativa immissione di energia in rete, con valori più elevati ovviamente in estate (tabella - pdf).

Conseguentemente è possibile valutare l’andamento dei prelievi dalla rete che sono nettamente inferiori in fascia F1, e da qui quindi si potrebbero anche valutare gli eventuali risparmi economici conseguiti.

In conclusione si può osservare come si siano ridotti i prelievi dalla rete, ma nonostante gli accorgimenti dell’utente (in questo caso una famiglia-tipo) si vede che l’uso diretto e puntuale dell’elettricità solare prodotta dal proprio impianto FV si attesta su una quota che non supera il 30-35% all’anno.

L’inserimento di sistemi ad accumulo elettrico potrebbe incrementare l’autoconsumo (anche se non va dimenticato a livello amministrativo lo scambio sul posto), così come potrebbe fare anche l’uso elettrico integrativo per il riscaldamento invernale (pompe di calore).

Questa breve analisi ci dice anche che un impianto FV residenziale installato in zone climatiche più calde e con elevate temperature all’interno dell’alloggio avrebbe ancora più convenienza economica se si utilizzasse il condizionamento estivo: verrebbe così assorbito buona parte del surplus di produzione solare tipico dei mesi estivi, con minori prelievi dalla rete.

Dall'esperienza illustrata emerge che per un’abitazione al Nord, poco energivora e priva di condizionamento estivo, un impianto FV da 1,5-2 kW potrebbe essere sufficiente per compensare i consumi in fascia F1, anche se ciò andrebbe naturalmente a peggiorare il rapporto autoprodotto-consumato nelle altre fasce, peraltro meno incidenti in termini percentuali.





Commenti

Cioè tu la vendi a 6-8 cent.

Cioè tu la vendi a 6-8 cent. e quando non c'e' il sole se non hai accumulo la ricompri a 18 cent.?

La tariffa omnicomprensiva

La tariffa omnicomprensiva era appunto incentivo+vendita a costo fisso, sommati insieme.
Quindi, considerando una vendita, che so, a 60 euro/MWH, l'incentivo era di 120-140 euro.

Comunque ora di tariffe omnnicomprensive e incentivi non ce ne sono più, quindi pr rientrare nell'investimento bisogna massimizzare il risparmio, aumentando al massimo l'autoconsumo.

Ste, no, sarebbe troppo facile (così fanno negli Usa, se non sbaglio, e infatti le compagnie elettriche laggiù sono infuriate...), in Italia ti ridanno solo il prezzo di vendita all'ingrosso dell'elettricità, più il rimborso degli oneri di sistema.

Scambio sul posto

Scusate ma a questo punto, la tariffa omnicomprensiva del V conto energia , per impianti di potenza da 1 a 3 KW, che per lo scambio sul posto parla di cifre tra 182€ e 208€ per MW, che significa?

http://www.gse.it/it/Conto%20Energia/Fotovoltaico/QuintoContoEnergia/Fot...

Grazie.

scambio sul posto

E con lo scambio sul posto,non si immette e.e. che poi si puo' riprendere quando serve e percio' si risparmiano i soliti 18-20 c.?

Angelo, perchè (incentivi a

Angelo, perchè (incentivi a parte, per chi li ha, che vengono pagati su tutti i kWh prodotti) i kWh immessi in rete vengono pagati molto meno di quanto si risparmi, sostituendo la corrente prelevata dalla rete con quella prodotta dai pannelli.

In pratica un kWh immesso in rete viene pagato con lo scambio sul posto sui 7-8 centesimi, mentre se va a sostituire un kWh comprato da Enel, si risparmiano 18-20 centesimi.

autoproduzione

Scusate ma perchè cercare di ottimizzare il consumo di energia autoprodotta? La sovraproduzione non viene immessa in rete e pagata dal GSE?
Ero convinto funzionasse in questo modo.
Grazie.