📁 Case con pannelli fotovoltaici concepite con energia rinnovabile

indice :

• introduzione
• cenni storici evoluzione tecnologia
• specificità sulle invenzioni ( fase 1 )
• il pannello fotovoltaico più efficiente
• quanto costa un impianto fotovoltaico
• le migliori marche di pannelli fotovoltaici
• pannelli fotovoltaici di ultima generazione
• come funziona un pannello fotovoltaico?
• progetto architettonico di integrazione pannelli

Introduzione 📁

La tecnologia fotovoltaica sta rivoluzionando il modo di sviluppare la tecnologia abitativa degli impianti. Il nuovo standard tecnologico che consente di essere indipendenti dalla fonte energetica di monopolio ed in qualche modo dalle fonti fossili ( poi verdremo che non è proprio così).

Le modalità di approccio sistemico dell’inserimento in strutture esistenti implica una serie di sfide tecniche legate all’ottimizzazione ed alla sicurezza. Tra gli elementi legati alla sicurezza abbiamo certamente quella contro gli incendi ed il surriscaldamento degli impianti associati e i materiali di supporto e dove il pannello si pone.

Per lavorare sulla sicurezza è sufficiente andare a vedere la letteratura degli incidenti sia in cantiere sia durante l’uso ed abbiamo visto che gli incendi dovuti alla mancata manutenzione o al posizionemento errato delle  batterie vicino a materiale fortemente incenditante come , travi di legno del tetto ed il resto sono estremamente frequenti.

Qui esponiamo alcune immagini illustrative di pannelli integrati su case moderne, ergo progettati assieme al progetto di case moderne o l’inserimento presso immobili antichi e di costruzione novecentesca. Le costruzioni novecentesce come quelle ottocentesche furono concepite  con due sistemi di riscaldamento diverse. Le case ottocentesce avevano un camino, con la cui legna si scaldava l’ambiente. Non esisteva un riscaldamento “centralizzato”.  Il riscaldamento diffuso e centralizzato ha fatto la sua comparsa, nel ventesimo secolo ed  era fondato su due elementi , l’acqua e il combustibile. L’acqua scaldata dal combustibile ( gasolio) consentiva al termosifone di irraggiarer la temperatura migliore per creare un ambiente vivibile e confortevole all’interno delle case.

dagli anni 80 del ventesimo secolo si diffuse l’uso di caldaie indipendenti dal riscalcamento centralizzato ( all’uopo dei condomini) e quindi dell’uso di “metano”, ma anche questo meno inquinante era combustibile fossile perché necessitava di estrazini presso i giacimenti sparsi in giro per il territorio e per il mondo.  La nazione del mondo con maggiore riserva di giacimenti di Metano sembra essere in base ai dati recenti ancora  il territorio della Russia ed aree ex sovietiche. Questo ha comportato problematiche di natura geopolitica, spesso di difficile risoluzione.

CENNI STORICI SULL’EVOLUZIONE DEI SISTEMI DI RISCALDAMENTO📁

1. Nel corso del XIX secolo, la legna rappresentava la principale fonte di riscaldamento per gli edifici. Camini e stufe a legna erano comuni nelle case, fornendo calore e creando un’atmosfera accogliente.
2. Verso la metà del XIX secolo, il carbone divenne una fonte importante di riscaldamento. L’introduzione delle caldaie a carbone permise una distribuzione più efficiente del calore nelle abitazioni e negli edifici.

3. Durante il XX secolo, l’olio combustibile divenne una fonte comune di riscaldamento. Le caldaie a olio combustibile offrivano una soluzione conveniente per il riscaldamento domestico.

4. Intorno alla metà del XX secolo, il gas naturale divenne una fonte popolare di riscaldamento. Le caldaie a gas naturale offrivano un’alternativa più pulita e efficiente rispetto alle fonti tradizionali di combustibile.

5. Anche l’elettricità iniziò a essere utilizzata per il riscaldamento durante il XX secolo. Le stufe elettriche e i termosifoni elettrici divennero comuni, offrendo un’opzione più sicura e pulita rispetto alle fonti di combustibile ( costruzione di dighe per generare energia idroelettrica, potenziando il monopolio di stato dell’energia).

6. Riepilogo.Durante il periodo postbellico, si diffuse l’uso di sistemi di riscaldamento centralizzato. Questi sistemi permettevano una gestione più efficiente delle risorse e una distribuzione uniforme del calore negli edifici.

7. A partire dagli anni ’70, l’energia solare termica divenne una soluzione per il riscaldamento dell’acqua. I pannelli solari termici catturano il calore del sole per riscaldare l’acqua in modo sostenibile ed economico.

8. Le pompe di calore sono diventate sempre più popolari come soluzione di riscaldamento efficiente ed ecologica. Utilizzano l’energia termica presente nell’aria, nell’acqua o nel terreno per riscaldare gli edifici in modo sostenibile.( sistema geotermico – analizzeremo il sistema in seguito)

9. I biocarburanti, derivati da fonti rinnovabili, sono diventati una fonte di riscaldamento sempre più diffusa. Offrono un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili e contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra.

10. L’energia fotovoltaica ha rivoluzionato il settore dell’energia, incluso il riscaldamento degli edifici. I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare in energia elettrica per alimentare sistemi di riscaldamento elettrici o pompe di calore, offrendo una soluzione a emissioni zero.

ANALISI PRELIMINARE DELLE INVENZIONI 📁

Qui analizzeremo la prossimità temporale delle invenzioni e poi scaleremo i dati per individuare il motivo per cui alcune invenzioni sono sparite all’inizio del secolo scorso con i loro inventori. La  vicenda Tesla verrà affrontata in un capitolo a parte.

1. Nel corso del XIX secolo, la legna rappresentava la principale fonte di riscaldamento per gli edifici. Camini e stufe a legna erano comuni nelle case, fornendo calore e creando un’atmosfera accogliente.
   • Anno di invenzione: Antico (prestoria)
2. Verso la metà del XIX secolo, il carbone divenne una fonte importante di riscaldamento. L’introduzione delle caldaie a carbone permise una distribuzione più efficiente del calore nelle abitazioni e negli edifici.

   • Anno di invenzione: XVIII secolo
3. Durante il XX secolo, l’olio combustibile divenne una fonte comune di riscaldamento. Le caldaie a olio combustibile offrivano una soluzione conveniente per il riscaldamento domestico.

   • Anno di invenzione: Fine del XIX secolo
4. Intorno alla metà del XX secolo, il gas naturale divenne una fonte popolare di riscaldamento. Le caldaie a gas naturale offrivano un’alternativa più pulita e efficiente rispetto alle fonti tradizionali di combustibile.

   • Anno di invenzione: XVIII secolo (estrazione del gas), fine del XIX secolo (utilizzo domestico)
5. Anche l’elettricità iniziò a essere utilizzata per il riscaldamento durante il XX secolo. Le stufe elettriche e i termosifoni elettrici divennero comuni, offrendo un’opzione più sicura e pulita rispetto alle fonti di combustibile.

   • Anno di invenzione: Fine del XIX secolo (prima centrale elettrica)
6. Durante il periodo postbellico, si diffuse l’uso di sistemi di riscaldamento centralizzato. Questi sistemi permettevano una gestione più efficiente delle risorse e una distribuzione uniforme del calore negli edifici.

   • Anno di invenzione: XVIII secolo (per i primi esperimenti), XIX secolo (per il riscaldamento urbano)
7. A partire dagli anni ’70, l’energia solare termica divenne una soluzione per il riscaldamento dell’acqua. I pannelli solari termici catturano il calore del sole per riscaldare l’acqua in modo sostenibile ed economico.

   • Anno di invenzione: XIX secolo (per i primi esperimenti), anni ’50 (per i pannelli solari termici moderni)
8. Le pompe di calore sono diventate sempre più popolari come soluzione di riscaldamento efficiente ed ecologica. Utilizzano l’energia termica presente nell’aria, nell’acqua o nel terreno per riscaldare gli edifici in modo sostenibile, ( energia geotermica alimentata da fonti elettriche esterne) – specificità :

   La pompa di calore è generalmente alimentata da elettricità proveniente dalla rete elettrica o da fonti di energia rinnovabile come i pannelli solari fotovoltaici. Tuttavia, esistono anche sistemi ibridi che combinano l’energia solare termica con la pompa di calore.

   Ecco come funzionano entrambi i casi:

   1. Elettricità dalla rete elettrica: La maggior parte delle pompe di calore utilizza l’elettricità dalla rete elettrica per il loro funzionamento. Questo significa che la pompa di calore è collegata alla rete elettrica domestica e utilizza l’elettricità proveniente da fonti varie, inclusi i combustibili fossili, le centrali nucleari e le energie rinnovabili.
   2. Pannelli solari fotovoltaici: I pannelli solari fotovoltaici possono essere utilizzati per generare elettricità da energia solare. Questa elettricità può essere utilizzata per alimentare direttamente la pompa di calore, riducendo così l’uso di energia proveniente dalla rete elettrica tradizionale e contribuendo alla sostenibilità del sistema di riscaldamento.
   3. Energia solare termica: In alcuni sistemi ibridi, l’energia solare termica viene utilizzata per riscaldare l’acqua, che a sua volta può essere utilizzata per alimentare una pompa di calore ad assorbimento o per integrare il riscaldamento della casa. Questa configurazione ibrida sfrutta l’energia solare per ridurre la richiesta di energia elettrica dalla rete.

   In definitiva, sia i pannelli solari fotovoltaici che quelli solari termici possono essere integrati con una pompa di calore per ridurre l’impatto ambientale del sistema di riscaldamento e contribuire alla sostenibilità energetica dell’edificio. La scelta dipende dalle esigenze specifiche dell’utente, dalle condizioni locali e dalle disponibilità di finanziamento e tecnologia.

   • Anno di invenzione: XVIII secolo (per i primi esperimenti), XIX secolo (per le prime applicazioni pratiche)
9. I biocarburanti, derivati da fonti rinnovabili, sono diventati una fonte di riscaldamento sempre più diffusa. Offrono un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili e contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra.

   • Anno di invenzione: XIX secolo (per i primi esperimenti), XX secolo (per l’uso su larga scala)
10. L’energia fotovoltaica ha rivoluzionato il settore dell’energia, incluso il riscaldamento degli edifici. I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare in energia elettrica per alimentare sistemi di riscaldamento elettrici o pompe di calore, offrendo una soluzione a emissioni zero.

    • Anno di invenzione: 1954 (sviluppo del primo pannello solare fotovoltaico funzionale)

• Quali sono i pannelli fotovoltaici di ultima generazione? 📁

• Pannelli fotovoltaici ad alta efficienza: Questi pannelli utilizzano materiali semiconduttori avanzati, come il silicio monocristallino ad alta purezza o le celle solari a eterogiunzione (HJT), per ottenere rendimenti superiori rispetto ai pannelli tradizionali.
• Pannelli fotovoltaici bifacciali: Questi pannelli sono progettati per catturare la luce solare sia sulla parte anteriore che sulla parte posteriore, aumentando così l’efficienza complessiva della conversione solare.
• Pannelli fotovoltaici a celle perovskite: Le celle solari a perovskite sono un’innovativa tecnologia emergente che promette di essere più economica e facile da produrre rispetto alle celle solari tradizionali. Sono ancora in fase di sviluppo, ma offrono un grande potenziale per migliorare l’efficienza e ridurre i costi dei pannelli solari.
• Pannelli fotovoltaici a film sottile: Questi pannelli utilizzano strati sottili di materiali semiconduttori, come il silicio amorfo, il cadmio tellururo (CdTe) o il tellururo di rame indio gallio (CIGS), per convertire la luce solare in energia elettrica. Sono più leggeri e flessibili rispetto ai pannelli tradizionali, consentendo una maggiore versatilità nell’installazione.
• Pannelli fotovoltaici organici: Questi pannelli utilizzano materiali organici come polimeri conduttivi o molecole organiche per generare energia solare. Sono ancora in fase di sviluppo e hanno rendimenti inferiori rispetto ai pannelli tradizionali, ma offrono vantaggi come la flessibilità e la possibilità di essere stampati su substrati flessibili.
• Pannelli fotovoltaici ibridi: Questi pannelli combinano celle solari fotovoltaiche con altre tecnologie di generazione di energia, come celle termiche o celle Peltier, per aumentare l’efficienza complessiva e sfruttare più efficacemente la luce solare.

Qual è il pannello fotovoltaico più efficiente? 📁

Al 2020, uno dei pannelli fotovoltaici più efficienti disponibili sul mercato è il pannello fotovoltaico SunPower Maxeon 3. Questo pannello è stato considerato uno dei più efficienti grazie alla tecnologia avanzata utilizzata da SunPower.

I pannelli solari SunPower Maxeon 3 utilizzano celle solari a contatto posteriore, che massimizzano l’area di cattura della luce solare e riducono al minimo la perdita di energia. Inoltre, questi pannelli sono progettati con una tecnologia di cella solare monofacciale, che consente una conversione più efficiente della luce solare in energia elettrica.

SunPower è un’azienda leader nel settore dei pannelli solari, rinomata per la sua qualità, affidabilità ed efficienza dei prodotti. I pannelli solari SunPower Maxeon 3 sono stati tra i più efficienti sul mercato nel 2020, offrendo un’efficienza del modulo superiore al 22%.

Tuttavia, è importante notare che l’efficienza di un pannello solare dipende anche da altri fattori, come le condizioni climatiche, l’orientamento e l’inclinazione dell’impianto, e l’installazione corretta. Prima di scegliere un pannello fotovoltaico, è consigliabile consultare un professionista del settore per valutare le opzioni disponibili e determinare la soluzione migliore per le tue esigenze specifiche.

Quanto costa un impianto fotovoltaico da 6 kw SunPower? 📁

10.000€ e i 15.000€.

DATI MERCATO AL 2020.

Il costo di un impianto fotovoltaico da 6 kW della marca SunPower può variare a seconda di diversi fattori, tra cui la regione geografica, le specifiche dell’installazione, le caratteristiche del sistema e le eventuali agevolazioni fiscali o finanziamenti disponibili. Tuttavia, posso fornire una stima approssimativa basata sui dati di mercato al 2020.

In media, il costo di un impianto fotovoltaico da 6 kW SunPower, comprensivo di pannelli solari, inverter, montaggio e installazione, può variare tra i 10.000€ e i 15.000€. Questa stima può essere influenzata da fattori come la qualità dei pannelli solari, la reputazione dell’installatore e la complessità dell’installazione.

È importante notare che i pannelli solari SunPower sono noti per la loro alta efficienza e affidabilità, il che può influenzare il costo complessivo dell’impianto. Inoltre, i costi dei pannelli solari e delle relative componenti sono diminuiti nel corso degli anni, quindi è possibile che i prezzi nel 2020 siano inferiori rispetto a quelli precedenti e che nel 2024 siano ancora variati.

Per ottenere una stima più precisa del costo di un impianto fotovoltaico SunPower da 6 kW nel 2020, è consigliabile contattare direttamente un installatore professionista per una valutazione personalizzata in base alle tue esigenze e alla tua situazione specifica. Link Immagine azienda – https://sunpower.maxeon.com/it/

• Migliori marche dei pannelli fotovoltaici? 📁

• Qual è il miglior pannello fotovoltaico in commercio?

1. SunPower: Conosciuto per la sua tecnologia avanzata e l’alta efficienza dei pannelli solari.
2. LG Solar: Offre pannelli solari ad alte prestazioni e affidabili.
3. Panasonic: Fornisce pannelli solari di alta qualità con elevata efficienza energetica.
4. REC Solar: Conosciuto per la sua affidabilità, durata e prestazioni elevate.
5. Trina Solar: Offre una gamma di pannelli solari con buona efficienza ed eccellente resistenza.
6. Canadian Solar: Producitore affidabile di pannelli solari con buone prestazioni e durata.
7. JA Solar: Offre pannelli solari ad alte prestazioni con una buona combinazione di efficienza ed economicità.
8. JinkoSolar: Nota per la sua produzione su larga scala di pannelli solari di alta qualità.
9. Hanwha Q Cells: Fornisce pannelli solari di alta qualità con un’eccellente durata e affidabilità.
10. Longi Solar: Conosciuto per i suoi pannelli solari monocristallini di alta efficienza e durata.

Queste marche sono tra le più rinomate nel settore dei pannelli solari e sono riconosciute per la loro qualità, prestazioni ed affidabilità. Tuttavia, è importante tenere conto anche di altri fattori come la disponibilità locale, il servizio post-vendita e la garanzia offerta dall’azienda prima di effettuare una scelta definitiva.

Come funziona un pannello fotovoltaico ?📁

per emissione di elettroni  per differenza di potenziale elettrico.

1. Assorbimento della luce solare: Il pannello fotovoltaico è composto da celle solari, generalmente fatte di silicio o di materiali semiconduttori simili. Queste celle sono progettate per assorbire la luce solare incidente.
2. Generazione di corrente elettrica: Quando la luce solare colpisce le celle solari, i fotoni della luce vengono assorbiti dagli atomi all’interno delle celle, causando l’emissione di elettroni. Questo processo crea una differenza di potenziale elettrico tra i lati della cella, generando così una corrente elettrica.
3. Conversione della corrente continua (CC) in corrente alternata (CA): La corrente elettrica generata dalle celle solari è inizialmente una corrente continua (CC). Tuttavia, poiché la maggior parte degli apparecchi elettrici e delle reti elettriche utilizza corrente alternata (CA), è necessario convertire la corrente continua in corrente alternata utilizzando un inverter.
4. Utilizzo dell’energia elettrica: L’energia elettrica prodotta dal pannello fotovoltaico può essere utilizzata direttamente per alimentare apparecchi elettrici all’interno di un edificio o può essere immessa nella rete elettrica per essere utilizzata da altri utenti. In sistemi di generazione distribuita, come ad esempio impianti fotovoltaici domestici o aziendali, l’energia prodotta viene utilizzata prima all’interno dell’edificio e l’eventuale surplus viene immesso nella rete.
5. Monitoraggio e manutenzione: I sistemi fotovoltaici possono essere dotati di dispositivi di monitoraggio che consentono di tenere traccia delle prestazioni del sistema e dell’energia prodotta nel tempo. La manutenzione periodica, come la pulizia dei pannelli solari e il controllo dell’integrità del sistema, può contribuire a garantire un’efficienza ottimale nel tempo.

In sintesi, i pannelli fotovoltaici sfruttano l’energia solare per generare energia elettrica utilizzabile, offrendo una fonte di energia rinnovabile, pulita e sostenibile. In seguito vedremo che che materiale sono fatte le celle e la realizzazione cosa comporta in termin di estrazione del materiale e quanta energia si consuma per la loro estrazione elaborando un bilancio finale tra la prima estrazione ed il primo utilizzo. Il guadagno si attua dopo un argo do tempo nella seconda fase di utlizzo quando l’energia fotovoltaica viene utilizzata anche per i  macchinari estrattivi e tutto il resto.