L’impianto fotovoltaico costituisce una tecnologia 100% rinnovabile, che da quindici anni a questa parte sta conoscendo un incredibile sviluppo su scala nazionale e internazionale. Ma quali sono i punti di forza di questa tecnologia? Quando veramente un impianto fotovoltaico può essere considerato redditizio per un’azienda? Su quali tra le diverse alternative in commercio occorre puntare? Ovviamente è utile partire da una definizione, cercando di capire che cosa sia esattamente un impianto fotovoltaico e che cosa lo differenzi dalle altre fonti di energia rinnovabile. I sistemi fotovoltaici, come tutti sanno, sono strettamente collegati alla disponibilità dell’energia solare, consentendo di trasformare questa risorsa naturale in energia elettrica direttamente impiegabile per tutte le attività umane (illuminazione, funzionamento dei motori industriali, ecc).
Ovviamente dietro questa trasformazione esiste un meccanismo di funzionamento abbastanza complesso, che cercheremo adesso di spiegare in termini semplici. Il punto di partenza è che l’energia solare che arriva ogni giorno sulla Terra sarebbe in grado di soddisfare ampiamente il consumo energetico globale: di essa, soltanto una parte, però, riesce a superare l’atmosfera ed arrivare al suolo.
Qua entra in gioco un altro concetto chiave per comprendere le dinamiche di funzionamento di un impianto fotovoltaico, quello di irraggiamento: si tratta della quantità di energia solare incidente su una superficie unitaria in un determinato intervallo di tempo, tipicamente un giorno (kWh/m2/giorno).
Attraverso questo parametro, in buona sostanza, si fa riferimento alla quantità di energia solare che arriva sulla superficie terrestre e che può essere utilmente “raccolta” da un impianto fotovoltaico per poi essere trasformata in energia elettrica. L’irraggiamento, ovviamente, è direttamente influenzato dalle condizioni climatiche temporanee (nuvolosità, foschia ecc..) e dalla latitudine del luogo, crescendo quanto più ci si avvicina all’equatore. L’irraggiamento solare, infatti, è superiore nelle regioni del Sud rispetto a quelle del Nord, fattore che spiega anche la distribuzione degli impianti fotovoltaici nel nostro Paese.
Spiegato questo concetto, passiamo al come avviene la trasformazione della radiazione solare in elettricità: il fotovoltaico sfrutta il cosiddetto “effetto fotoelettrico”, cioè la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori – opportunamente trattati – di generare elettricità nel momento in cui sono esposti alla radiazione luminosa. Nei pannelli fotovoltaici oggi in commercio, il semiconduttore utilizzato è quasi sempre il silicio, anche se da tempo si stanno sperimentando altri materiali, come la perovskite.
Il componente base dell’impianto fotovoltaico, ovvero la cella, è per l’appunto costituito da una sottile lamina di materiale semiconduttore, dal colore tipicamente nero o blu, dove – per effetto del fenomeno descritto in precedenza – avviene la trasformazione della radiazione solare in elettricità. I moduli fotovoltaici che troviamo in commercio non sono altro che un insieme di celle, mentre più moduli collegati in serie costituiscono un pannello solare, ovvero una struttura unica che può essere collocata direttamente al suolo oppure essere integrata all’esterno di un edificio. A un livello successivo abbiamo le stringhe, che possono essere composte da più pannelli collegati in serie, mente il livello finale è l’impianto fotovoltaico vero e proprio, che può essere costituito da un insieme (estremamente variabile) di stringhe, a seconda del livello di potenza richiesto dall’utente finale. Un altro componente chiave dell’impianto fotovoltaico è l’inverter, deputato a trasformare la corrente continua prodotta dalle celle in corrente alternata, pronta per essere impiegata dagli utenti finali.
Una componente opzionale, ma in realtà sempre più diffusa, è rappresentata dai sistemi di accumulo per fotovoltaico, che hanno il compito di conservare e immagazzinare l’energia in eccesso prodotta dall’impianto fotovoltaico per le ore notturne o, comunque, di scarso irraggiamento. Sempre di più, inoltre, le performance degli impianti fotovoltaici sono monitorate da appositi impianti di monitoraggio.
Il funzionamento base che abbiamo descritto in precedenza è sempre valido, ma è possibile distinguere tra diverse tipologie di impianti fotovoltaici, che possono essere distinti a seconda della taglia, della collocazione, del tipo di semiconduttore utilizzato e altro ancora.
Una distinzione rilevante è quella relativa alla taglia: ad esempio il classico impianto fotovoltaico domestico è costituito da pochi pannelli integrati sopra i tetti delle abitazioni e può avere una potenza di 3 kW o poco più. Quando invece i kW cominciano a diventare diverse decine, se non addirittura centinaia, i pannelli occupano inevitabilmente superfici molto più vaste, come ad esempio i tetti di interi capannoni industriali. In questo caso di parla di impianti fotovoltaici a uso commerciale, destinati cioè ad aumentare – almeno parzialmente – l’autonomia elettrica delle aziende. Quando invece la taglia degli impianti fotovoltaici supera il MW di potenza, si fa quasi sempre riferimento a sistemi fotovoltaici collocati a terra, che si estendono per diversi ettari (spesso in aree ex agricole o ex industriali) e che – più che a soddisfare esigenze elettriche specifiche – sono destinati alla produzione di elettricità fotovoltaica su larga scala, che viene poi ceduta alla rete elettrica nazionale e remunerata secondo le tariffe vigenti.
Esiste poi una grande differenza tra impianti stand alone e impianti connessi alla rete (grid-connected): i primi, com’è facile da capire, sono direttamente asserviti al soddisfacimento del fabbisogno elettrico di una determinata utenza (un caso tipico è quello dei rifugi alpini). Questi impianti risultano tecnicamente ed economicamente vantaggiosi in tutti qui casi in cui la rete elettrica è assente o difficilmente raggiungibile, come in alcuni Paesi in via di Sviluppo. Questo comporta che l’energia elettrica prodotta in eccesso dall’impianto fotovoltaico deve essere accumulata in batterie, così da poter essere impiegata nelle ore di scarso irraggiamento. Al contrario, gli impianti connessi alla rete – che al momento costituiscono la quasi totalità di quelli installati sul territorio nazionale – sono concepiti per cedere l’energia prodotta alla rete elettrica. In questo caso non c’è la stretta necessità di possedere un impianto di accumulo, dal momento che esiste sempre la possibilità di utilizzare l’elettricità fornita dal proprio operatore elettrico.
Un’altra distinzione importante, infine, riguarda il materiale utilizzato per realizzare le celle: la principale distinzione è tra silicio monocristallino o policristallino. Le celle in silicio monocristallino sono realizzate a partire da cristalli di silicio ad elevato grado di purezza, sono generalmente più efficienti (producono cioè una quantità maggiore di elettricità a parità di superficie) ma tendono anche a costare di più. Al contrario, le celle in silicio policristallino hanno costi minori delle monocristalline e sono tipicamente ottenute per fusione degli scarti del processo industriale di produzione dei moduli monocristallini, presentando però anche rendimenti minori.
Un’alternativa – che in realtà non ha mai trovato grandissimo spazio, se non nei moduli strettamente integrabili negli edifici – è quella delle celle a film sottile, che sono composte da sottilissimi strati di semiconduttori (silicio amorfo, telloruro di cadmio, solfuro di cadmio, ecc.), depositati su supporti a basso costo (vetro, polimeri, alluminio, plastica): il vantaggio maggiore è legato a un minore decadimento delle prestazioni nel corso del tempo, nonchè nel rendimento superiore in caso di luce diffusa o basse temperature. Mediamente, però, il rendimento risulta inferiore rispetto al silicio mono o policristallino.
Quando la scelta di un impianto fotovoltaico può essere davvero conveniente per le aziende? In linea di massima è possibile affermare che, nelle condizioni attuali, in un Paese caratterizzato da un buon livello di irraggiamento come l’Italia, l’investimento in un impianto fotovoltaico è sempre destinato a ripagarsi nel corso della vita utile dello stesso (20-25 anni).
Infatti, la disponibilità di un impianto solare consente fin da subito di ridurre le spese legate all’acquisto di energia elettrica dal proprio fornitore e di aumentare il proprio grado di autonomia energetica, garantendo tra l’altro la preziosa monetizzazione di spazi aziendali altrimenti destinati a rimanere inutilizzati, come tetti dei capannoni, coperture dei parcheggi e terreni non essenziali.
Non solo: l’investimento nel fotovoltaico, molto spesso, rappresenta una componente di più vasti progetti di efficientamento energetico, che possono permettere a un’azienda di ottimizzare i propri consumi e le scelte strutturali, aumentando la consapevolezza rispetto a questi temi. Inoltre, occorre considerare che il fotovoltaico è di gran lunga la fonte rinnovabile più popolare e conosciuta. Dunque l’investimento in questa tecnologia, può essere un’arma importante da spendere verso gli utenti finali dal punto di vista del marketing e della comunicazione, così come per rinsaldare rapporti con partner e fornitori, di questi tempi sempre più attenti ai temi della sostenibilità ambientale.
Ovviamente, però, prima di investire nel fotovoltaico le aziende sono interessate a conoscere i tempi esatti di payback, cioè in quanti anni l’investimento si potrà ripagare. Investimenti che si ripagano in dieci anni, infatti, hanno senza dubbio un’attrattività inferiore rispetto ad altre operazioni che hanno un rientro di 2-3 anni. Chiaramente, inutile negarlo, questi tempi possono essere significativamente abbassati dalla disponibilità di appositi meccanismi di incentivazione: in questa fase storica, dal momento che il solare sarà l’indiscusso protagonista della riconversione energetica green dell’Italia nel prossimo decennio (come si può leggere nel Pniec), l’investimento nel fotovoltaico può beneficiare degli incentivi diretti previsti dal Decreto Fer 1.
A prescindere dagli incentivi, dal momento che ogni impianto fotovoltaico è personalizzato in base ai requisiti energetici e finanziari specifici di un’azienda, è impossibile definire a priori il periodo di ammortamento di un impianto fotovoltaico. Il payback è infatti legato a tre diversi fattori, specificatamente legati alle caratteristiche di ogni azienda:
1) Il consumo energetico attuale e la spesa in elettricità:
In un Paese come l’Italia, dove tendenzialmente il prezzo dell’energia elettrica acquistato dalla rete è più caro rispetto alla media dei Paesi europei, aumentare la propria autonomia energetica può rappresentare un’opportunità importante per le aziende. Questo è vero soprattutto per quelle imprese energivore, che spendono cioè una parte importante del proprio fatturato per l’acquisto di energia elettrica.
2) La quantità di energia pulita generata dal’impianto:
Maggiore è la quantità di energia prodotta dall’impianto, maggiore è la possibilità di rientrare dall’investimento. Ovviamente tale quantità, come abbiamo spiegato in precedenza, è legata a una molteplicità di fattori, quali ad esempio l’irraggiamento medio, la grandezza dell’impianto, i materiali utilizzati, ecc. Dunque, per ottenere la massima produzione possibile di energia, in fase di progettazione di un impianto, i progettisti devono studiare l’irraggiamento e l’insolazione del sito. In questi anni, il miglioramento tecnologico dei componenti d’impianto, in termini di prestazioni e affidabilità, unitamente alla maggiore esperienza acquisita dagli operatori del settore (installatori, manutentori, eccetera), ha consentito di mitigare o risolvere buona parte delle problematiche che in passato limitavano le prestazioni degli impianti fotovoltaici.
3) Il costo dell’impianto
Un particolare di non poca importanza è la scalabilità del fotovoltaico: è infatti possibile collegare un numero potenzialmente illimitato di stringhe, senza particolari problemi strutturali, a costi decrescenti. Questo significa che è sempre meglio puntare a massimizzare l’utilizzo di spazio disponibile: i costi supplementari (decrescenti) saranno legati soltanto all’acquisto di ulteriori moduli e pannelli.
Tenuto conto di questi aspetti e della possibilità di godere incentivi diretti e indiretti in vigore, oggi in Italia un impianto fotovoltaico industriale ben progettato può contare su un payback periodo anche inferiore ai 6 anni, che consentirebbe ai proprietari di beneficiare di almeno 14 anni di guadagni utili netti, considerando i 20 anni tipici di vita media dello stesso e le ridotte necessità di manutenzione.
I costi per installare un impianto fotovoltaico sono progressivamente scesi nel tempo e, oggi, l’investimento appare conveniente e si parla di un payback di breve periodo.
Quanto costa un impianto fotovoltaico oggi? Indicativamente, il prezzo varia dai 1.500 ai 2.500 euro per kWp di potenza. Per un impianto da 3 kWh, ad esempio, si parla di un costo medio di 7.000 euro. A parte le dimensioni dell’impianto, anche il tipo di materiale e di tecnologia scelti possono far variare il costo. Pannelli fotovoltaici in silicio policristallino possono costare un po’ di meno di quelli in silicio monocristallino. Un impianto fotovoltaico con accumulo al litio può rivelarsi decisamente più costoso, ma anche più efficiente.
Anche il costo di installazione può incidere sul prezzo finale così come servizi di manutenzione.
Grazie agli incentivi e ai vari Conto Energia del GSE, oggi il ritorno sull’investimento può però avvenire in tempi brevi.
Una volta che un’azienda ha deciso di effettuare un investimento nel fotovoltaico, deve prestare attenzione alla scelta effettiva dell’impianto solare da installare nella propria azienda. Una parte importante di questi ragionamenti, ovviamente, è subordinata a considerazioni di tipo economico: la taglia dell’installazione, la tipologia di pannelli da applicare, il tipo di inverter, sono scelte in cui – di norma – progettisti e imprese sono chiamati a una delicata calibrazione tra la necessità di contenere le spese e l’obiettivo di beneficiare di rendimenti energetici maggiori.
La prima considerazione da fare è che non i tutti casi esiste un effettivo bisogno di avere a disposizione pannelli e inverter top di gamma (premium), ma può essere sufficiente accontentarsi di soluzioni medie, capaci comunque di garantire un certo grado di affidabilità. A proposito di questo ultimo punto, specialmente per quelle imprese situate in zone caratterizzate da fenomeni meteorologici intensi (come vento molto forte o nevicate ricorrenti) occorre prestare particolare attenzione alle caratteristiche di robustezza e solidità dei pannelli e degli inverter, così da evitare continue spese legate agli interventi di manutenzione. In questo senso bisogna accertarsi che queste componenti rispettino gli standard internazionali di riferimento, quali IEC 62108, IEC 61215, IEC 61646 e IEC 61730.
Oltre alle caratteristiche prestazionali, un fattore chiave nella scelta di un impianto fotovoltaico è la presenza di apposite garanzie, offerte dai produttori dei componenti e/o dagli stessi installatori, che tutelano il cliente finale da eventuali malfunzionamenti nel corso del tempo. Normalmente i moduli fotovoltaici presentano sia una garanzia sul prodotto (che assicura il perfetto stato di conformità e fabbricazione dei componenti) che una sul rendimento (che garantisce cioè una certa produttività elettrica). In particolare, quest’ultima riveste un ruolo fondamentale, dal momento che se i moduli fotovoltaici non rispettassero nel corso della loro vita utile la produttività dichiarata al momento dell’acquisto, ci sarebbe il rischio concreto di non rispettare i tempi di payback dichiarati nel business plan. Di norma, gli attori della filiera del fotovoltaico garantiscono anche le prestazioni degli inverter e delle strutture di supporto, nonché delle componenti elettriche.
Molto importante, inoltre, è la presenza o meno di alcune tipologie di servizi, che possono portare le imprese a propendere per un certo fornitore anziché un altro. In particolare, un peso sempre più determinante è legato alla disponibilità di un servizio di monitoraggio, che può consentire di controllare da remoto il rendimento dell’impianto e di segnalare la presenza di eventuali anomalie. Una funzione, è facile da comprendere, che risulta particolarmente rilevante per gli impianti fotovoltaici di taglia elevata, sui quali le imprese hanno effettuato investimenti importanti e il cui rendimento deve essere tenuto costantemente sotto controllo. In questo senso risulta estremamente utile la disponibilità di servizi di assistenza tecnica pre e post vendita, così come di assicurazioni contro furto e incendio.
In prospettiva futura, è buona prassi scegliere un produttore capace di garantire il servizio gratuito di smaltimento dei moduli ormai giunti a fine vita. Infine, ovviamente, va prestata particolare attenzione alla affidabilità (che può essere misurata dalle referenze e dal numero di certificazioni) dell’installatore, a cui spetta il delicato compito di assemblare le diverse componenti dell’impianto fotovoltaico e di garantirne l’ottimale funzionamento nel corso del tempo.
Come possono riassumersi i vantaggi di installare un impianto solare fotovoltaico in azienda?
Essenzialmente in 4 punti:
Il primo beneficio è legato alla possibilità di diventare energeticamente indipendente (parzialmente o totalmente);
Il secondo importante vantaggio è rappresentato dalla possibilità di diventare ed essere riconosciuta come un’azienda green, attenta all’ambiente e alla sostenibilità. Perseguire un obiettivo di decarbonizzazione e ridurre il proprio impatto ambientale può portare conseguenze positive in termini di immagine, competitività ed efficienza.
Il terzo beneficio, quello che spesso è determinante in fase decisionale, è rappresentato dalla riduzione dei costi sui consumi energetici e dai relativi costi (in bolletta).
Il business plan di un impianto fotovoltaico è considerevolmente interessato dalla presenza o meno di incentivi e forme di sostegno a livello statale, che hanno l’effetto di abbassare i tempi di ritorni dall’investimento. In Italia, in questo momento esistono diversi strumenti di supporto a livello nazionale, oltre a tutta una serie di opportunità legati a bandi temporanei di tipo regionale, che possono concretamente favorire l’adozione in azienda di questa fonte rinnovabile.
Il Decreto Fer 1, in particolare, dopo 7 anni di assenza ha reintrodotto nel nostro Paese delle forme di incentivazione diretta, che premiano cioè l’immissione stessa di energia solare in rete. Gli impianti fotovoltaici di potenza compresa tra i 20 kW e il MW di potenza (ovvero il range in cui rientrano la quasi totalità delle installazioni aziendali) possono infatti ottenere questi incentivi iscrivendosi ad appositi Registri, attraverso i quali è assegnato il contingente di potenza disponibile sulla base di specifici criteri di priorità. Oltre il MW di potenza, gli incentivi scattano attraverso un meccanismo di aste al ribasso: ma sopra questa taglia difficilmente si tratta di impianti direttamente asserviti alle esigenze energetiche di un’azienda. Da notare che il Decreto Fer 1, per l’installazione di un impianto fotovoltaico in sostituzione di coperture in amianto, prevede un premio aggiuntivo pari a 12 €/MWh su tutta l’energia prodotta, non solo su quella immessa in rete. Inoltre per gli impianti fino a 100 kW su edifici, è riconosciuto un premio pari a 10 €/MWh sulla quota di produzione netta consumata in sito.
Oltre agli incentivi diretti, esistono altri meccanismi indiretti che agevolano gli investimenti delle aziende nel fotovoltaico: tra questi, ad esempio, c’è il Ritiro Dedicato, che costituisce una modalità semplificata a disposizione dei produttori per la commercializzazione dell’energia elettrica prodotta e immessa in rete, attiva fin dal primo gennaio 2008. Sostanzialmente, con questo meccanismo i produttori degli impianti fotovoltaici cedono al GSE l’energia elettrica immessa in rete dagli impianti, in alternativa al libero mercato, secondo principi di semplicità procedurale. Benefici economici sono assicurati anche dallo Scambio sul Posto, una particolare forma di autoconsumo in sito che consente di compensare l’energia elettrica prodotta e immessa in rete in un certo momento con quella prelevata e consumata in un momento differente da quello in cui avviene la produzione. In buona sostanza con lo Scambio sul Posto si utilizza il sistema elettrico quale strumento per l’immagazzinamento virtuale dell’energia elettrica prodotta ma non contestualmente autoconsumata.
Un altro meccanismo – per il momento non ancora rinnovato, ma che in passato era stato molto utilizzato dalle imprese – era il superammortamento del 130% in qualità di beni strumentali, un’agevolazione che consentiva di maggiorare del 30% i costi di acquisizione o di leasing di un bene (impianti FV compresi) ai fini dell’ammortamento fiscale, ma che purtroppo è scaduto a giugno 2020. Esiste poi un particolare tipo di incentivo indiretto, di cui possono godere impianti domestici o condominiali sotto i 20 kW di potenza (escludendo dunque le installazioni effettuate dalla aziende): per le spese sostenute fino al 31 dicembre 2020 è possibile usufruire della detrazione fiscale del 50%, con un tetto di massimo di spesa di 96.000 euro.
Il superbonus del 110%, approvato dal Governo in seguito all’emergenza pandemia, sostanzialmente consente di trasformare – a determinate condizioni – lo sgravio fiscale del 50% previsto per il fotovoltaico in una detrazione del 110%. Più precisamente l’obiettivo dichiarato del Superbonus è la riqualificazione energetica degli edifici, dunque accanto agli interventi trainanti finalizzati all’efficienza energetica (come ad esempio il cappotto termico) o finalizzati alla riduzione del rischio sismico, esistono tutta serie di interventi trainati che possono essere eseguiti congiuntamente e beneficiare della detrazione del 110%. Il fotovoltaico, in particolare, beneficia di questa possibilità, dunque le spese sostenute per questa tecnologia possono godere di una detrazione del 110% in cinque anni. È stato però previsto un limite di spesa più basso per l’installazione degli impianti fotovoltaici, precisamente 48mila euro, nel limite di 2.400 euro per ogni kW di potenza nominale dell’impianto per singola unità immobiliare.
Negli ultimi giorni, però, il MISE ha chiarito che l’installazione eventuale di impianti di accumulo non va compresa nel computo dei 48.000 euro: può esserci dunque un intervento contestuale o successivo destinato ai sistemi di accumulo integrati negli impianti solari fotovoltaici agevolati, alle stesse condizioni degli impianti solari (dunque un secondo tetto di 48.000 euro) e nel limite di spesa di 1.000 euro per ogni kW.
Insomma, il Superbonus del 110% rappresenta un’interessante opportunità, forse unica, per l’installazione di impianti fotovoltaici nel quadro di una riqualificazione energetica complessiva. Purtroppo, però, per il momento le imprese sono escluse da questa misura: come ha chiarito l’Agenzia delle Entrate possono accedere al Superbonus le persone fisiche che possiedono o detengono l’immobile (inclusi usufruttuari e affittuari), i condomini, gli istituti autonomi case popolari (per cui la detrazione si applica alle spese sostenute fino al 30 giugno 2022), le cooperative di abitazione a proprietà indivisa, le Onlus nonché le associazioni e società sportive dilettantistiche.
Il repowering fa riferimento alla attività di sostituzione di componenti vecchi, obsoleti o inefficienti di un impianto fotovoltaico con sistemi più recenti e soprattutto efficienti. Questo può portare a un aumento della potenza complessiva dell’impianto e a un aumento della produzione di energia.
Molti impianti sono stati installati ormai vent’anni fa e non sono più al passo rispetto al veloce avanzamento tecnologico e all’utilizzo di nuovi materiali da parte del mercato.
Come si effettua un’operazione di repowering?
Nel caso di un impianto fotovoltaico, l’intervento di repowering consiste sostanzialmente nel sostituire, in parte o in modo totale, i pannelli fotovoltaici, gli inverter e i loro collegamenti elettrici, con l’obiettivo di incrementarne la potenza nominale e la capacità produttiva annua di energia. Secondo l’AGICI, i moduli fotovoltaici di ultima generazione, grazie alle loro caratteristiche, permetterebbero di aumentare la produzione fotovoltaica italiana di oltre il 40% a parità di suolo occupato.
Che ruolo giocano, in Italia, le fonti di energie rinnovabili? A che punto è il processo di transizione energetica? Una fotografia della situazione tra normative, incentivi e vantaggi di ognuna.
Un recente studio dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano mette in evidenza come, grazie al supporto di un adeguato sistema di incentivazione, il modello delle comunità energetiche in Italia possa garantire benefici netti per tutta la filiera energetica.
