Stand-Alone, Configurazione 1

La prima configurazione Stand Alone prevede l’istallazione di un impianto fotovoltaico del tipo stand-alone con potenza di picco pari a 720 Wp, inverter da 750 W e accumulo da 2400 Wh (Tabella 17).

Questa scelta impiantistica permette di raggiungere un indice di autoconsumo della Pompa di Calore su base annuale pari al 98% con una copertura minima nel mese di Dicembre del 94%, Figura 96 in cui si verifica anche il minimo soddisfacimento delle condizioni di comfort (77%) che risultano invece garantite nei restanti mesi.

Figura 96 Rapporto fra produzione dell’impianto PV e consumo della PdC.

In Figura 97, si riporta nel dettaglio l’andamento della temperatura dell’acqua in uscita dalla PdC per il mese critico. Si può notare come la condizione di discomfort si localizza negli ultimi giorni del mese, a partire dal 23 dicembre, che sono preceduti secondo il file climatico utilizzato da un periodo in cui i valori di irraggiamento sono inferiori alla media mensile.

Figura 97 Comfort ACS nei mesi critici

Per il periodo in esame si verificano, infatti, una successione di giorni in cui l’irraggiamento utile sulla superficie dell’impianto non è sufficiente a garantire la ricarica della batteria durante il giorno ma fornisce esclusivamente l’energia necessaria al funzionamento della Pompa di Calore durante le ore centrali della

giornata (Figura 98). Lo stato di carica della batteria (indice B prima definito) si mantiene infatti prossimo al suo valore minimo (240 Wh) per la maggior parte delle ore nel periodo analizzato, con una media del 19%

della sua capacità nominale (2400 Wh) e raggiungendo, in alcuni casi valori minimi del 10%. Al fine di migliorare le condizioni di comfort nel periodo esaminato sarebbe quindi utile consentire lo scambio con la rete esclusivamente nel caso in l’impianto PV risulti insufficiente a garantire il comfort oppure aumentare la potenza nominale dell’impianto fotovoltaico. Quest’ultimo caso sarà analizzato nel successivo paragrafo, Poco utile è, invece la soluzione di aumentare la capacità della batteria. Infatti, nell’ipotesi di raddoppiare la capacità dell’accumulo si ottiene comunque una condizione di discomfort meno estesa temporalmente ma comunque presente per più giorni con un aggravio economico nella spesa iniziale.

Figura 98 Rapporto fra irraggiamento, produzione fotovoltaica e consumo della PdC nel periodo critico compreso fra il 23 Dicembre e la fine del mese.

Al di là della condizione critica, è inoltre utile analizzare il comportamento dell’impianto PV+PDC, nei due giorni rappresentativi individuati in premessa (27 Luglio e 11 Dicembre), Figura 99 e Figura 100. A differenza del periodo critico precedentemente esaminato il sistema di accumulo risponde bene alle condizioni medie climatiche anche nel giorno invernale, mentre nel periodo estivo si evidenzia un certo quantitativo di energia solare non utilizzata dall’impianto durante le ore centrali del giorno in cui si verifica lo stato di carica completo dell’accumulo elettrico.

Figura 99 Analisi del sistema nel giorno invernale rappresentativo con massimo consumo di ACS

Figura 100 Analisi del sistema nel giorno estivo rappresentativo con minimo consumo di ACS

Su base mensile si evidenzia, infatti, una produzione dell’impianto PV così configurato inferiore alla massima produzione che potrebbe aversi in un assetto grid-on (Figura101), pertanto si propone di seguito un’analisi dello stesso impianto nel caso di connessione alla rete ai fini dell’analisi economica proposta in seguito.

Figura 101 Indici di mancata produzione PV in assetto stand-alone

Nell’ipotesi di un impianto con stesse caratteristiche ma assetto grid-on (Figura 102), si può notare come l’energia che l’impianto avrebbe potuto produrre (E-PV-surplus) ma non prodotta in quanto non richiesta dal sistema (Pompa di Calore o accumulo elettrico) dalla Pompa di Calore e cedibile alla rete (o utilizzabile per altri scopi all’interno dell’abitazione) è pari annualmente a 667 kWh, mentre il prelievo da rete, seppure di modesta entità, permette di eliminare le condizioni di discomfort precedentemente individuate.

Figura 102 Impianto 720 Wp e 2400 kWh di accumulo elettrico in assetto grid-on.

Analisi economica

Da una prima stima si è potuto verificare come l’impianto analizzato in assetto stand-alone abbia una vita utile equivalente pari a Teq= 17 anni con un costo iniziale netto di € 4461,60. Il tempo di ritorno semplice di questo investimento iniziale in assenza di detrazioni fiscali è di 13,9 anni inferiore di soli 3,1 anni rispetto alla vita utile dell’impianto nel suo complesso. Tale valore decresce a 7,7 anni se si considerano i vantaggi derivanti dalle detrazioni fiscali.

In (Figura 103) si propone un paragone dei flussi di cassa attualizzati nel caso di adesione alle detrazioni fiscali e nel caso di assenza delle stesse. Attualizzando i valori di risparmio durante la vita utile dell’impianto e di incentivi ricevuti nei primi 10 anni, si evidenzia come l’accesso alle agevolazioni è necessario ai fini di una convenienza economica dell’investimento.

Figura 103 Flussi di cassa attualizzati confronto fra ipotesi con/senza detrazioni

Fermo restante la opportunità di ricorrere ad una forma di finanziamento, si propone la valutazione fra l’impianto nella Configurazione 1 sia in assetto stand-alone sia in assetto grid-connected, ipotizzando di vendere in rete l’energia prodotta e non consumata dalla Pompa di Calore (Figura 104). In quest’ultimo caso nell’investimento iniziale sono stati inclusi anche i costi per la pratica di allacciamento dell’impianto di produzione alla rete, stimati forfettariamente in 1000,00 €, incluse le principali spese professionali. Ne consegue un vantaggio economico poco rilevante corrispondente a un miglioramento tecnico delle prestazioni del sistema. L’energia producibile dall’impianto in surplus rispetto ai fabbisogni della Pompa di calore da potere, quindi, immettere in rete permetterebbe infatti un guadagno annuale di poco superiore ai 60,00 €.

Figura 104 Flussi di cassa attualizzati confronto fra impianto in assetto stand-alone e impianto in assetto grid-on