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martedì 25 gennaio 2011

Terna: via libera alla cessione di Rete Rinnovabile

Recentemente, l’utility indipendente per la fornitura di energia elettrica ha reso noto il passaggio della propria company Rete Rinnovabile (attiva nel settore del fotovoltaico) già controllata per il 100% da Terna attraverso la SunTergrid SpA, al fondo di private equity Terra Firma.

Il valore dell’operazione è stato stimato fra i 620 e i 670 milioni di euro: una quota che potrà variare modularmente in base agli impianti che, il prossimo 31 marzo (data di chiusura dell’operazione) beneficeranno degli incentivi previsti dal Conto Energia 2010 o dal Conto Energia per i primi mesi del 2011, e subordinata a una serie di condizioni, fra le quali l’approvazione del Bilancio d’esercizio al 31 dicembre 2010 per Rete Rinnovabile.

A conti fatti, indicano i dirigenti del Gruppo che fa capo a Flavio Cattaneo, l’operazione potrà permettere ai nuovi gestori di Rete Rinnovabile un aumento del 10%della potenza da impianti fotovoltaici sul territorio nazionale (che attualmente sviluppa fino a 150 MW), e ottenere un risparmio di 135mila tonnellate nelle emissioni di CO2.

News GSE

Il GSE, Gestore dei Servizi Energetici, nel corso di un’audizione in Commissione al Senato, ha fatto presente come al 31 dicembre 2010, per quel che riguarda gli impianti di produzione di energia con il fotovoltaico, la potenza installata complessiva potrebbe aver raggiunto i 7.000 MW. Questo è quanto si legge in un comunicato emesso in data odierna, martedì 25 gennaio 2011, proprio dal GSE nel precisare come la stima sulla potenza complessiva installata non riguardi impianti che ancora sono stati tutti connessi alla rete elettrica.
Questo perché, a fronte della dichiarazione di fine lavori presentata entro il 31 dicembre dello scorso anno, la Legge numero 129/2010 permette il riconoscimento delle tariffe incentivanti del secondo Conto Energia anche se questi impianti non ancora connessi alla rete elettrica nazionale vengono fatti entrare in esercizio entro il mese di giugno del 2011.
Intanto alla fine dello scorso anno gli impianti fotovoltaici in esercizio erano oltre 140 mila a fronte di una potenza complessiva installata pari a 2.800 MW; pur tuttavia, da qui alla fine del prossimo mese di febbraio, tenendo conto delle domande che continueranno ad arrivare, e che sono sempre relative allo scorso anno, il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) stima che la potenza installata complessiva potrebbe aver toccato il livello dei 3.000 MW a fronte di un totale di oltre 150 mila impianti.In base a queste stime solo nel 2010 in Italia si otterrebbe un livello di nuova potenza installata pari a 1.850 MW con un’impennata del 160% rispetto ai 711 MW di nuova potenza installata che sono entrati in esercizio nell’anno 2009. In aggiunta agli impianti in esercizio, considerando che il GSE ha acquisito comunicazioni per altri 55 mila impianti circa per una potenza pari a 4.000 MW, si arriva complessivamente ai 7.000 MW complessivi sopra indicati. E per il 2011 il GSE, di conseguenza, prevede che possa essere raggiunto l’obiettivo degli 8.000 MW di potenza da fotovoltaico previsto per l’anno 2020 dal Piano di Azione Nazionale.

martedì 18 gennaio 2011

LA REGIONE LOMBARIA HA

La Regione Lombardia ha pubblicato due bandi per la realizzazione di impianti solari termici

Il primo bando riguarda la realizzazione di interventi a valenza dimostrativa e particolarmente significativi nel campo delle tecnologie solari termiche, anche per scopi diversi dalla climatizzazione invernale ed estiva. I progetti dovranno essere finalizzati al soddisfacimento dei fabbisogni energetici nell’ambito di edifici situati in Regione Lombardia di proprietà pubblica, destinati a uso pubblico o ad uso residenziale.

Le risorse finanziarie messe a disposizione sono pari a  2.000.000 di euro.
Per ogni proposta, il contributo concesso è pari al 50% dei costi ammissibili al lordo dell’IVA, sino ad un massimo di  500.000 euro.

Possono beneficiare dei contributi previsti dal bando gli Enti locali, le associazioni o consorzi, ALER, fondazioni pubbliche e società a capitale interamente pubblico, organismi pubblici di ricerca ed aziende sanitarie pubbliche.

I progetti finanziati dovranno essere basati sull’uso innovativo del calore prodotto dall’energia solare e avere un'alta valenza dimostrativa. In particolare, i progetti dovranno appartenere ad una delle tre seguenti linee di sviluppo tecnologico :
impiego innovativo della tecnologia solare per la coltura e produzione delle biomasse
impianti solari termici per la produzione di calore a media temperatura (fino a 250°C). Il calore prodotto potrà essere destinato a scopi diversi: ad esempio, climatizzazione estiva e invernale, produzione di vapore, refrigerazione, ecc.
impianti ibridi di climatizzazione estiva e invernale ad alta copertura solare: l'impianto ibrido prevede l'impiego combinato di tecnologie a energia solare con tecnologie tradizionali per la climatizzazione estiva e invernale degli edifici, ivi inclusa quella geotermica a bassa entalpia.

Le domande, complete dei dati e della documentazione richiesta, dovranno essere presentate entro e non oltre 90 giorni dalla pubblicazione del bando sul Bollettino Ufficiale della Regione.

Il secondo bando riguarda la realizzazione di impianti solari termici al servizio di edifici pubblici ad uso pubblico o residenziale. Il bando definisce i requisiti e le procedure per l'assegnazione e l'erogazione del contributo pubblico a fondo perduto per la realizzazione degli impianti su edifici già esistenti e situati in Regione Lombardia.

Le tipologie impiantistiche per le quali è possibile chiedere il contributo sono le seguenti:
impianti solari per la produzione di acqua calda sanitaria
impianti solari per il riscaldamento degli ambienti
impianti solari termici combinati (combi-plus)
impianti di solar cooling per il raffrescamento degli ambienti

Lo stanziamento finanziario complessivo è di quasi 7 milioni di euro.

Possono beneficiare dei contributi previsti dal bando gli Enti locali e le associazioni o consorzi, ALER, fondazioni pubbliche e società a capitale interamente pubblico che siano proprietari di istituti di formazione/istruzione, case di ricovero e cura, strutture sportive, ricreative e socio-assistenziali, edifici ad uso residenziale, edifici ad uso istituzionale.

domenica 16 gennaio 2011

Alimentazione e durata di vita dei led

L'alimentazione dei LED di potenza

I LED di potenza devono essere alimentati a corrente costante. La tensione su LED è in stretta relazione con il colore della luce emessa, con la temperatura e la tolleranza di costruzione del LED stesso. L'alimentatore per LED ha il compito di mantenere e controllare con precisione la corrente che circola nel circuito; una corrente troppo elevata distrugge i LED in pochi secondi, mentre una corrente troppo debole ne limita la resa luminosa. Per garantire una corrente costante, tutti i LED di un circuito devono essere collegati in serie; un eventuale collegamento in parallelo (quello comunemente usato per le lampadine alogene) può distruggere i LED in breve tempo. Gli alimentatori hanno l'uscita isolata e la tensione massima non è mai pericolosa sempre entro il regime SELV. Inoltre, gli alimentatori devono essere conformi alla nuova norma europea EN60347.

Durata di vita dei LED di potenza

E' opinione comune che tutti i LED abbiano una durata di 100.000 ore. Considerando che 100.000 ore corrispondono a più di 11 anni (24 ore su 24, sette giorni su sette, si intuisce che è molto difficile fare dei test di vita reali per questi prodotti. I ricercatori hanno quindi definito dei test convenzionali per stimare la vita dei LED, basandoli su cicli relativamente brevi. Diversamente dalle sorgenti di luce tradizionali il LED non "brucia" ma nel tempo riduce l'intensità della luce emessa. Sebbene non esista ancora uno standard industriale che definisca la vita del LED, i produttori più importanti fissano il termine della vita quando il LED raggiunge l'80% della emissione di luce iniziale. Nei test condotti dal produttore, i LED Cree XR-E hanno pressoché mantenuto il valore di lumen iniziale dopo 13.000 ore di funzionamento con Ta= 25°C e I=700 mA: dall'analisi di questi dati si determina il raggiungimento dell'80% del flusso iniziale dopo 50.000 ore di funzionamento. La durata di vita dei LED è assicurata da un'attenta progettazione termica dell'apparecchio illuminante. Il calore generato dal LED deve essere controllato e smaltito in modo tale da garantire il mantenimento del flusso di luce.

Fascio luminoso dei led

Fascio Luminoso

La luce del LED, per come é strutturato il LED-Chip di potenza, è omnidirezionale: la geometria del package del LED è studiata in modo che il fascio luminoso uscente abbia un angolo di 75° - 100° ed è in preparazione il 140°. All’interno della proiezione la luminosità sarà pari almeno alla metà del massimo. Sono state realizzate anche lenti supplementari per meglio concentrare il fascio luminoso e cioè fascio stretto (8÷12°), fascio medio (25÷30°), fascio largo (40÷45°) e larghissimo (45÷60°). I dati di luminosità sono espressi in Lux alla distanza di 1 metro (che corrisponde al valore di luminosità espresso in candele e ciò significa che ad 1 metro i valori espressi in lux e in candele coincidono). Se per motivi di progetto si vuole sapere il valore di luminosità in lux a distanze diverse da 1 metro bisognerà ricordare che diminuisce con il quadrato della distanza. Pertanto 1.000 Lux ad un metro corrispondono a 1000/(2x2) = 250 Lux a due metri e a 1000/(3x3) = 111,11 a tre metri.

Regolazione dell'intensità luminosa dei LED

I LED sono dimmerabili senza alterazione del colore. I LED di potenza hanno, per costruzione, una soglia di intervento fissa (tensione di giunzione) e non modulabile. Gli alimentatori dei LED di potenza, dovendo alimentare a corrente costante, dispongono di una uscita stabilizzata che assicura la lunga durata di vita al LED.
Per questi due motivi, per poter intervenire sull'intensità di luce dei LED è necessario ricorrere a speciali alimentatori che prevedano il pilotaggio mediante circuiti realizzati normalmente in PWM (Pulse With Modulation) ovvero con modulazione della larghezza dell'impulso.

Efficienza luminosa dei led

Efficienza Luminosa (lumen/watt)

- Lampada incandescenza 13.8 Lm/W
- Lampada alogena a bassa tensione 23.0 Lm/W
- LED CREE XR-E (produzione 2006) da 67 Lm/W a 104 Lm/W
- Lampada a fluorescenza compatta 60.0 Lm/W
- Lampada a fluorescenza T8 93.0 Lm/W
- Lampada a luminescenza ad alta intensità (HID) 107 Lm/W

Ad esempio, il rendimento luminoso di una lampadina alogena è di 14 lumen per ogni watt, quindi una lampadina alogena da 25 W produrrà un flusso luminoso di 14 x 25 = 350 lumen; i LED di potenza Xr-E attualmente in produzione hanno un rendimento luminoso di circa 74 lumen per ogni W, quindi un modulo da 3 LED da 1 W produrrà un flusso luminoso di 74 x 3 = 222 lumen a 350mA se li alimentiamo a 700mA il flusso luminoso complessivo sarà di 355 Lumen. Il Lumen indica la quantità di luce emessa ma è il lux ad indicare la quantità di luce percepita. Si tratta dell’unità di misura che indica la quantità di luce per unità di superficie.

EFFICIENZA ENERGETICA:
Molti pensano che una lampada di potenza più elevata produrrà sempre una quantità di luce maggiore di quella prodotta da una di potenza inferiore. In questo modo si confonde il flusso luminoso, che si misura in Lumen, con la potenza assorbita, che si misura in Watt. In effetti, una lampada fluorescente da 20 W può produrre la stessa quantità di luce utile di una lampada ad incandescenza da 100 Watt. L'unico modo preciso di esprimere l'efficienza energetica di una sorgente luminosa è il rapporto tra il numero di lumen prodotti per ciascun watt consumato. Nel mondo moderno, sempre più attento ai consumi energetici, la caratteristica Lm/W (lumen per watt) è tra le più critiche. I LED di ultima generazione come il Cree 7090 XRE-Q5 sono in grado di produrre un flusso luminoso di 70 Lumen per un Watt di potenza assorbita.

FLUSSO LUMINOSO
Il flusso luminoso esprime la quantità totale di energia luminosa emessa da una sorgente in un intervallo di tempo. Il flusso non dà alcuna informazione sulla qualità della luce, né sulla sua distribuzione nello spazio.Se immaginiamo di fare un paragone fra la luce e l'acqua, una sorgente luminosa può essere paragonata ad un rubinetto aperto, e il flusso luminoso esprime la quantità di litri che fuoriescono dal rubinetto in un secondo. Il flusso viene indicato con la lettera greca (Phi) e si misura in lumen (abbreviazione: lm). Il flusso è una grandezza molto utile per descrivere e confrontare le lampade tradizionali ed i nuovi sistemi di illuminazione a stato solido LED.

sabato 15 gennaio 2011

Colore della luce e resa cromatica dei LED di potenza a luce bianca

Colore della luce e resa cromatica dei LED di potenza a luce bianca

Il colore della luce dei LED é classificato in warm white (temperatura di colore da 3.000 a 4.000 K) e cool white (temperatura di colore da 5.000 a 8000 K). La maggior parte dei LED bianchi emette una luce con una temperatura di colore di 5500 K, più "fredda" di quella delle lampade a incandescenza ed ha un CRI (Colour Rendering Index) cioè indice di resa del colore di 60-70, sia a 3200 K che a 5500 K. I LED XR-E "cool white" emettono una luce con temperatura di colore tipica di 5500 K ed hanno un CRI pari ad 80, valore molto vicino a quello delle sorgenti luminose ad incandescenza, offrendo quindi un rendering colorimetrico eccellente. I nuovi LED XR-E "warm white" emettono una luce molto brillante, con una temperatura di colore di 3250 K e sono quindi una valida alternativa alle lampadine a incandescenza, mantenendo sempre un CRI di 80.

TEMPERATURE DI COLORE:

- Cielo blu 12-20.000 K
- Luce estiva (sole e cielo) 6500 K
- Lampada allo Xenon 6400 K
- Tubo fluorescente "daylight" 6300 K
- Lampada al mercurio 5900 K
- LED Cree XR-E "cool white" LED 5500 K
- Luce del sole (mezzogiorno, estate, media latitudine) 5400 K
- Lampada fluorescente per design 5200 K
- Lampada fluorescente per analisi del colore Special 5000 K
- Luce del sole (mattino e tardo pomeriggio) 4300 K
- Lampada al mercurio 4000 K
- Luce del sole (1 ora dopo l'alba) 3500 K
- Tubo fluorescente "cool white" 3400 K
- LED "warm white" XR-E LED 3250 K
- Lampada alogena 100W 100-watt 3000 K
- Tubo fluorescente "warm white" 2950 K
- Lampada incandescenza 100W 100-watt 2870 K
- Lampada incandescenza 40W 40-watt 2500 K
- Lampada al sodio 2100 K
- Luce del sole (alba, tramonto) 2000 K
- Fiamma della candela 1850-1900 K
- Fiamma del fiammifero 1700 K

I LED, la luce a stato solido

I LED, la luce a stato solido

Il LED (Light Emitting Diode) è un dispositivo semiconduttore che genera luce al passaggio di cariche elettriche attraverso una giunzione in silicio opportunamente drogata. Si tratta di un diodo che al raggiungimento della tensione di soglia (generalmente da 3 a 5 V) diventa una sorgente luminosa di luce; la luce emessa dalla giunzione è monocromatica e il colore dipende dal tipo di drogaggio volutamente introdotto nel silicio. Quando si parla di sorgenti luminose, per quantificare la luce emessa comunemente si ricorre ai watt; in realtà la potenza elettrica, appunto espressa come wattaggio (W), indica la quantità di energia assorbita dalla sorgente luminosa e non la luce resa. Il parametro che indica la quantità di luce emessa da una sorgente è il flusso luminoso, misurato in lumen (Lm). La relazione che lega la potenza assorbita dalla sorgente con la luce emessa è il rendimento luminoso che viene espresso in lumen per Watt: questo valore indica l'efficienza luminosa cioè quanta luce viene emessa per unità di potenza dalla sorgente luminosa. Il flusso luminoso non offre però un'indicazione corretta della luce percepita dalla vista: per questo si deve utilizzare l'illuminamento cioè la concentrazione della luce emessa, misurata in lux, su una determinata superficie: il valore di illuminamento oltre che dalla sorgente luminosa dipende da come la luce viene diffusa e quindi nel caso del LED dalla lente.

Comuni: illuminare con i Led conviene!

Due comuni italiani illuminati da luce a Led per risparmiare energia. Sono Scandiano, in provincia di Reggio Emilia, dove è stato attivato un impianto di illuminazione ad alta potenza e Torracca, nel salernitano, che utilizza i Led sull'intero impianto di pubblica illuminazione del paese.
Obiettivo risparmio energetico. Scandiano, in provincia di Reggio Emilia, e Torracca, nel salernitano hanno centrato l’obiettivo. I due piccoli centri abitati, grazie alla tecnologia a led, hanno risparmiato energia e costi in bolletta. A darne notizia è la puntata di "Report" andata in onda la scorsa settimana su RaiTre.
A Torracca la tecnologia Led è stata utilizzata prima su dieci lampade di una piazzetta e poi successivamente sull'intero impianto di pubblica illuminazione del paese, il primo al mondo a dotarsi di questa fonte di energia alternativa. Le bollette, come ha riportato la trasmissione televisiva, testimoniano in modo esplicito l'efficacia del provvedimento: dagli 11.148 chilowatt consumati del novembre 2006 si è passati ai 5.753 chilowatt dello scorso novembre. Un risparmio di circa il 60%. Un bel passo in avanti, corredato dal fatto che l'energia necessaria per illuminare il paese viene prodotta da tre impianti fotovoltaici che generano per le casse comunali un utile di circa 45-50.000 euro anno, premiato anche da Legambiente, che ha sottolineato l'importanza di un progetto in grado di generare energia elettrica da fonti rinnovabili e utilizzarla per un sistema di illuminazione (quello a lampade a Led) assai più efficiente dei tradizionali lampioni al neon.
A Scandiano, con l‘occasione del rinnovo dell'illuminazione dei lampioni posti sull'incrocio più trafficato del paese, il Comune ha installato un impianto a tecnologia a Led ad alta potenza, utilizzando lampade da 180 Watt al posto di quelle ai vapori di sodio da 250 Watt. Il progetto di illuminazione eco-compatibile che promette una drastica riduzione dei consumi e dell'inquinamento luminoso è stato prima promosso e quindi portato fisicamente a termine da Careca Italia (in collaborazione con la taiwanese Fiti, Foxsemicon Integrated Technology,colosso mondiale nell'ambito dei semiconduttori), società che ha sede proprio a Scandiamo. L'utilizzo di lampade Led non è una novità in Italia, esistono zone pubbliche illuminati con questi sistemi ma quella del comune Reggiano è un'anteprima assoluta per quanto riguarda l'impiego di soluzioni ad alta potenza per l'illuminazione stradale.
I vantaggi legati all'adozione del Led, nel caso di Scandiano, sono evidenti: otto lampade tradizionali sono state sostituite con sei impianti a Led e a parità di illuminazione prodotta il risparmio energetico è di circa il 50%.
Rispetto ai comuni lampioni, le lampade Led hanno una durata lunga maggiore (superiore alle 50.000 ore, quindi, almeno 12 anni di utilizzo), illuminano una superficie maggiore e richiedono ridotti costi di manutenzione rispetto agli impianti tradizionali. Altri vantaggi della tecnologia a Led riguardano quindi i tempi d'accensione, di fatto istantanea, e la totale assenza di sfarfallii del fascio luminoso, che spesso caratterizzano i tradizionali impianti d'illuminazione stradale.

Comuni: illuminare con i Led conviene!

Due comuni italiani illuminati da luce a Led per risparmiare energia. Sono Scandiano, in provincia di Reggio Emilia, dove è stato attivato un impianto di illuminazione ad alta potenza e Torracca, nel salernitano, che utilizza i Led sull'intero impianto di pubblica illuminazione del paese.
Obiettivo risparmio energetico. Scandiano, in provincia di Reggio Emilia, e Torracca, nel salernitano hanno centrato l’obiettivo. I due piccoli centri abitati, grazie alla tecnologia a led, hanno risparmiato energia e costi in bolletta. A darne notizia è la puntata di "Report" andata in onda la scorsa settimana su RaiTre.
A Torracca la tecnologia Led è stata utilizzata prima su dieci lampade di una piazzetta e poi successivamente sull'intero impianto di pubblica illuminazione del paese, il primo al mondo a dotarsi di questa fonte di energia alternativa. Le bollette, come ha riportato la trasmissione televisiva, testimoniano in modo esplicito l'efficacia del provvedimento: dagli 11.148 chilowatt consumati del novembre 2006 si è passati ai 5.753 chilowatt dello scorso novembre. Un risparmio di circa il 60%. Un bel passo in avanti, corredato dal fatto che l'energia necessaria per illuminare il paese viene prodotta da tre impianti fotovoltaici che generano per le casse comunali un utile di circa 45-50.000 euro anno, premiato anche da Legambiente, che ha sottolineato l'importanza di un progetto in grado di generare energia elettrica da fonti rinnovabili e utilizzarla per un sistema di illuminazione (quello a lampade a Led) assai più efficiente dei tradizionali lampioni al neon.
A Scandiano, con l‘occasione del rinnovo dell'illuminazione dei lampioni posti sull'incrocio più trafficato del paese, il Comune ha installato un impianto a tecnologia a Led ad alta potenza, utilizzando lampade da 180 Watt al posto di quelle ai vapori di sodio da 250 Watt. Il progetto di illuminazione eco-compatibile che promette una drastica riduzione dei consumi e dell'inquinamento luminoso è stato prima promosso e quindi portato fisicamente a termine da Careca Italia (in collaborazione con la taiwanese Fiti, Foxsemicon Integrated Technology,colosso mondiale nell'ambito dei semiconduttori), società che ha sede proprio a Scandiamo. L'utilizzo di lampade Led non è una novità in Italia, esistono zone pubbliche illuminati con questi sistemi ma quella del comune Reggiano è un'anteprima assoluta per quanto riguarda l'impiego di soluzioni ad alta potenza per l'illuminazione stradale.
I vantaggi legati all'adozione del Led, nel caso di Scandiano, sono evidenti: otto lampade tradizionali sono state sostituite con sei impianti a Led e a parità di illuminazione prodotta il risparmio energetico è di circa il 50%.
Rispetto ai comuni lampioni, le lampade Led hanno una durata lunga maggiore (superiore alle 50.000 ore, quindi, almeno 12 anni di utilizzo), illuminano una superficie maggiore e richiedono ridotti costi di manutenzione rispetto agli impianti tradizionali. Altri vantaggi della tecnologia a Led riguardano quindi i tempi d'accensione, di fatto istantanea, e la totale assenza di sfarfallii del fascio luminoso, che spesso caratterizzano i tradizionali impianti d'illuminazione stradale.
 
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di Raffaele Ilardo


I DIODI LED


Il termine "LED" è un acronimo che sta per "Light Emitting Diode", ovvero "diodo che emette luce". I led sono costituiti da una giunzione P-N realizzata con arseniuro di gallio o con fosfuro di gallio, entrambi materiali in grado di emettere radiazioni luminose quando siano attraversati da una corrente elettrica; il valore di tale corrente è compreso fra 10 e 30 mA.

Diodo led
Il funzionamento del led si basa sul fenomeno detto "elettroluminescenza", dovuto alla emissione di fotoni (nella banda del visibile o dell'infrarosso) prodotti dalla ricombinazione degli elettroni e delle lacune allorchè la giunzione è polarizzata in senso diretto.
I led hanno un terminale positivo ed uno negativo, e per funzionare devono essere inseriti in circuito rispettando tale polarità; in genere il terminale positivo è quello più lungo, ma lo si può individuare con certezza osservando l'interno del led in controluce: come si vede in figura, l'elettrodo positivo è sottile, a forma di lancia, mentre il negativo ha l'aspetto di una bandierina.
Quando si utilizza un led, è necessario disporre sempre una resistenza in serie ad esso, allo scopo di limitare la corrente che passa ed evitare che possa distruggersi; la caduta di tensione ai capi di un led può variare da 1,1 a 1,6 V, in funzione della lunghezza d'onda della radiazione emessa (a lunghezze d'onda minori corrisponde una caduta di tensione più alta).
Diversamente dalle comuni lampadine, il cui filamento funziona a temperature elevatissime ed è caratterizzato da notevole inerzia termica, i led emettono luce fredda, e possono lampeggiare a frequenze molto alte, superiori al Mhz; se si considera anche che la luce emessa è direttamente proporzionale alla corrente che li attraversa, i led risultano particolarmente adatti alla trasmissione di segnali tramite modulazione dell'intensità luminosa. Uno dei tanti impieghi del led è ad esempio quello di iniettori di segnali nelle reti a fibre ottiche.
I led più comuni emettono luce rossa, arancio, gialla o verde. In tempi relativamente recenti si è riusciti a produrre un led caratterizzato dall'emissione di luce blu chiara, utilizzando il Nitruro di Gallio (GaN); la disponibilità di un led a luce blu è molto importante poichè consente di ricreare, insieme alle radiazioni rossa e verde, una sorgente di luce bianca.

UN PO' DI FISICA

Quando, per effetto della tensione di polarizzazione diretta, gli elettroni e le lacune vengono guidati nella regione attiva compresa fra il materiale di tipo N e quello di tipo P, l'energia può essere convertita in fotoni, infrarossi oppure visibili. Questo implica che le coppie elettrone-lacuna passino a uno stato di maggiore stabilità, rilasciando un'energia dell'ordine di alcuni eV (elettroni volt) tramite emissione di un fotone: il rosso all'estremo dello spettro visibile, corrispondente a 700 nm, richiede, per l'emissione di un fotone, il rilascio di un quanto di energia pari a 1,77 eV; all'estremo opposto il violetto, avente lunghezza d'onda di 400 nm, richiede 3,1 eV.
La caduta di tensione ai capi del led e la lunghezza d'onda della radiazione emessa sono correlati all'esistenza di un intero intervallo di livelli energetici proibiti, meglio noto come "Energy gap" e indicato con Eg, nel quale l’elettrone o la lacuna non possono stare: i portatori vanno dunque ad occupare solo i livelli di energia permessi, i quali formano le cosiddette "bande energetiche". La "bandgap energy", o Eg, viene definita in base alla relazione: Eg = hc/λ = 1240 eV / λ
essendo h la costante di Plank (pari a 4,13 x 10-15 eV·s), c la velocità della luce (2,998 x 108 m/s) e λ la lunghezza d'onda in nm.

Di seguito sono riportate le caratteristiche principali dei materiali comunemente usati come emettitori di luce:

Materiale Formula Energy Gap Lunghezza d'onda
Fosfuro di Gallio GaP 2.24 eV 550 nm
Arseniuro di Alluminio AIAs 2.09 eV 590 nm
Arseniuro di Gallio GaAs 1.42 eV 870 nm
Fosfuro di Indio InP 1.33 eV 930 nm
Arseniuro di Alluminio-Gallio AIGaAs 1.42-1.61 eV 770-870 nm
Fosfuro-Arseniuro di Indio-Gallio InGaAsP 0.74-1.13 eV 1100-1670 nm

Come si calcola la resistenza in serie al led


Abbiamo già detto che in serie al led occorre inserire una resistenza per limitare il passaggio di corrente; il valore di tale resistenza può essere calcolato con la legge di Ohm:
- indichiamo con Vs la tensione di alimentazione cui vogliamo collegare il nostro led
- indichiamo con Vl la caduta di tensione presente ai capi del led (per esempio di 1,4 V)
- indichiamo con I il valore della corrente che vogliamo far passare nel led
Per calcolare il valore della resistenza basterà fare la differenza fra Vs e Vl e dividere il risultato per I (il cui valore può variare, come detto, da 20 a 40 mA)

Esempio: vogliamo far funzionare un led con una tensione di 12 V, limitando la corrente a 20 mA (e cioè a 0,02 A)
R = (12 - 1,4) : 0,02 = 530 ohm (poichè tale valore non esiste in commercio, useremo il valore standard più vicino, ad esempio 470 oppure 560 ohm)

Un semplice circuito per controllare l'isolamento

Con un led e due transistor si può costruire un semplice circuito utile per verificare l'isolamento di parti elettriche o per controllare il buono stato dei condensatori di piccola capacità (vedere figura in basso). I transistor sono due NPN di piccola potenza (tipo BC547 o equivalenti); si nota che sulla base di TR1 arriva la corrente proveniente dall'emettitore di TR2: questo tipo di collegamento viene definito "configurazione Darlington" e permette di ottenere un elevato guadagno di corrente.

In breve, una debolissima corrente sulla base di TR2 è in grado di far accendere il Led che si trova sul collettore di TR1; se per esempio provate a toccare con una mano l'ingresso IN1 e con l'altra l'ingresso IN2, vedrete che il led si accende, e si accende tanto di più quanto più stringete i fili fra le dita. In effetti il led si accende grazie alla debolissima corrente proveniente dal polo positivo, che attraversa il vostro corpo (da una mano all'altra) ed arriva alla base di TR2 attraverso la resistenza RB2.
Il condensatore C da 4700 pF serve ad inviare a massa eventuali disturbi che potrebbero essere captati dall'ingresso, a causa della sua alta impedenza.
Allo stesso modo, se con i due fili di entrata IN1 e IN2 toccate qualunque altro materiale od oggetto, potrete verificare il grado di isolamento esistente: se il led rimane completamente spento, l'isolamento è totale.
Analogamente è possibile verificare il buon funzionamento dei piccoli condensatori, di capacità fino a qualche migliaio di pF. Collegando il condensatore ai due fili di entrata, il led si accenderà per un breve istante, quindi si spegnerà, più o meno rapidamente a seconda della capacità del condensatore; se il led rimane acceso, anche debolmente, vuol dire che il condensatore è in dispersione. Tanto per avere un'idea, con condensatori di qualche migliaio di pF il led farà solo un breve lampo; con condensatori da 0,1 µF in su il led rimarrà acceso alcuni secondi, per spegnersi poi gradualmente.
Potete far funzionare il circuito con una pila da 4,5 V; fate attenzione a collegare il led in modo che il terminale positivo corrisponda al Positivo dell'alimentazione
Il Led

Come funziona un led

Un LED (light emitting diode) è un particolare tipo di diodo che emette una piccola quantità di luce se attraversato da una corrente elettrica.


Le dimensioni ridotte di un Led

Esso è formato internamente da un chip di materiale semiconduttore ed esternamente da due filamenti, uno più corto (che indica la parte negativa del led) ed una più lunga (ovviamente la positiva). La parte negativa deve essere connessa al terminale negativo di una batteria o comunque di una sorgente elettrica a basso voltaggio (tra 1 e 4 volts).



Il Led

Come produce la luce

La luce è una forma di energia che viene rilasciata da un atomo. Questa è composta da piccolissime particelle chiamate fotoni che rappresentano la singola unità di luce.

In un atomo, ci sono differenti elettroni che si muovo in un orbita intorno al nucle. A seconda dell'orbita, un elettrone ha una certa quantità di energia. Più l'orbita è larga, più esso è carico.

Quando un elettrone passa da un orbita larga ad una inferiore, esso perde un po della sua energia e lo fa sotto forma di un fotone. Più è alta l'energia rilasciata dall'elettrone , più il fotone è potente. Il Led

Come produce la luce

La luce è una forma di energia che viene rilasciata da un atomo. Questa è composta da piccolissime particelle chiamate fotoni che rappresentano la singola unità di luce.

In un atomo, ci sono differenti elettroni che si muovo in un orbita intorno al nucle. A seconda dell'orbita, un elettrone ha una certa quantità di energia. Più l'orbita è larga, più esso è carico.

Quando un elettrone passa da un orbita larga ad una inferiore, esso perde un po della sua energia e lo fa sotto forma di un fotone. Più è alta l'energia rilasciata dall'elettrone , più il fotone è potente.

Nel nostro Led abbiamo visto come le cariche negative della regione N passano nella regione P per occupare i buchi con carica positiva. Visto che i buchi hanno un quantitativo di energia inferiore alle cariche negative, esse devono consumare della carica per poterli occupare e generano quindi fotoni (producendo la luce che vediamo).

Quando la carica negativa raggiunge quella positiva libera un fotone

Questo processo accade in tutti i diodi ma è visibile solo in quelli in cui la frequenza dei fotoni prodotti è alta e visibile dall'occhio umano. In alcuni materiali, in cui gli elettroni hanno delle quantità inferiori di elettricità, la frequenza dei fotoni è bassa e non può essere percepita dal nostro occhio.

Potete fare un semplice test usando il vostro telecomando ad infrarossi (un classico esempio di fotoni a bassa frequenza) ed una videocamera. Se vi puntate il telecomando e premete uno dei pulsanti non vedrete nessuna emissione di luce. Se fate la stessa operazione guardando il telecomando mediante la videocamera vedrete il led accendersi!




Nel nostro Led abbiamo visto come le cariche negative della regione N passano nella regione P per occupare i buchi con carica positiva. Visto che i buchi hanno un quantitativo di energia inferiore alle cariche negative, esse devono consumare della carica per poterli occupare e generano quindi fotoni (producendo la luce che vediamo).

Quando la carica negativa raggiunge quella positiva libera un fotone

Questo processo accade in tutti i diodi ma è visibile solo in quelli in cui la frequenza dei fotoni prodotti è alta e visibile dall'occhio umano. In alcuni materiali, in cui gli elettroni hanno delle quantità inferiori di elettricità, la frequenza dei fotoni è bassa e non può essere percepita dal nostro occhio.

Potete fare un semplice test usando il vostro telecomando ad infrarossi (un classico esempio di fotoni a bassa frequenza) ed una videocamera. Se vi puntate il telecomando e premete uno dei pulsanti non vedrete nessuna emissione di luce. Se fate la stessa operazione guardando il telecomando mediante la videocamera vedrete il led accendersi!

mercoledì 12 gennaio 2011

Auto elettriche

DELIBERE
Auto elettrica, l'Autorità interviene per le ricariche pubbliche
L'Aeeg selezionerà sei progetti pilota entro il 30 aprile; nuova tariffa per i servizi di rete sulle colonnine in città
11 Gennaio 2011
Link
Quanto piace l'auto elettrica? Il suo futuro tra dubbi e potenzialità
A Londra nel 2013 più colonne di ricarica che pompe di benzina
L'auto elettrica si potrà ricaricare nel garage di casa
L'Autorità per l'energia prova a superare il principale tallone d'Achille dell'auto elettrica, introducendo nuove regole e agevolazioni per le infrastrutture di ricarica. Senza una rete diffusa di colonnine dove fare il pieno di elettricità, i mezzi alimentati dalle batterie sono destinati a un'autonomia troppo limitata perché ottengano la fiducia degli automobilisti. Così una delibera dell'Autorità preme sull'acceleratore della mobilità sostenibile, lanciando una tariffa (in vigore dal primo gennaio 2011) per i servizi di rete nei punti di ricarica pubblici. I prezzi dell'energia elettrica per questi veicoli, chiarisce un comunicato dell'Aeeg, dipenderanno dal “confronto tra le diverse offerte in concorrenza sul mercato liberalizzato”.

L'obiettivo, dopo il provvedimento che aveva eliminato i vincoli normativi per installare un secondo contatore dedicato alla ricarica delle auto elettriche presso le utenze private, è promuovere la nascita di colonnine pubbliche, gestite dalle compagnie elettriche. C'è inoltre una seconda iniziativa: entro il 30 aprile, l'Autorità guidata da Alessandro Ortis selezionerà sei progetti pilota sul territorio nazionale, che riceveranno speciali agevolazioni fino al 2015 (728 euro l'anno per ogni punto di ricarica installato). L'Aeeg valuterà diversi criteri, tra cui l'efficienza delle tecnologie proposte, l'integrazione con il sistema elettrico, la capacità di fornire un servizio concorrenziale e omogeneo, il rapporto costi/benefici nella gestione delle colonnine.

“I soggetti responsabili dei progetti pilota”, spiega il comunicato, “dovranno inoltre presentare alla Direzione tariffe dell'Autorità un dettagliato rapporto semestrale e una relazione finale delle attività svolte”. L'Aeeg potrà quindi esaminare in modo approfondito le diverse esperienze sul campo, suggerendo agli operatori coinvolti altre misure estendere il servizio di ricarica su una scala più ampia.
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Il fotovoltaico corre sempre di piu

Il fotovoltaico italiano corre sempre di più
Atteso un raddoppio della potenza installata anche nel 2011; intanto diverse regioni segnano record nel numero di nuovi impianti
11 Gennaio 2011
Link
Le ambiguità del solare: corre la Germania, si ferma la Francia
Il fotovoltaico italiano sfonda il muro dei 2.000 Mw
Toscana ed Emilia-Romagna "mettono i paletti" ai parchi fotovoltaici
L'Italia è il Paese con più appeal per gli investimenti nel solare
Otto Gw nel 2020 è troppo poco per il solare italiano
Il fotovoltaico italiano continua ad allungare il passo. Dopo l'abbondante raddoppio della potenza installata nel 2010 rispetto al 2009 (1,9 Gw contro 720 Mw), il centro studi iSuppli prevede che nel 2011 la nuova capacità introdotta nel nostro Paese potrebbe sfiorare i quattro Gw. L'ultimo trimestre dello scorso anno, stando alle rilevazioni iSuppli, ha visto 975 Mw di potenza aggiuntiva, +239% dai 288 Mw dello stesso periodo del 2009 (e circa il doppio rispetto ai 487 Mw del terzo trimestre 2010). Sono stime ancora più rosee di quelle annunciate dal Gse poche settimane fa. Il 2011 dovrebbe così segnare una crescita sostenuta degli impianti solari realizzati in Italia, salvo un breve rallentamento nel primo trimestre.

Possibili rischi
Nonostante questo boom, rimane qualche incertezza all'orizzonte, che potrebbe almeno in parte rimescolare le carte in tavola per gli investitori. Ci sono ambiguità e assestamenti nel sistema italiano delle rinnovabili. Un incremento eccessivo della capacità installata, per esempio, potrebbe motivare il governo a modificare di nuovo gli incentivi del conto energia (appena entrato nella sua terza fase), creando un certo scompiglio tra gli operatori come già avvenuto in Francia nei mesi scorsi. Tra gli altri rischi, iSuppli cita la possibilità che le regioni vogliano limitare ancora di più le installazioni a terra, oltre alle difficoltà nel collegare alla rete nazionale gli impianti costruiti nel Meridione. Inoltre, solo poche regioni (Piemonte, Emilia Romagna, Toscana, Marche, Molise, Puglia e Basilicata) hanno varato le linee guida per le autorizzazioni dei nuovi impianti, rispettando la scadenza del primo gennaio 2011, anche se in molti casi manca l'approvazione definitiva.

I record delle regioni
Intanto si sono susseguiti diversi record nel numero delle installazioni, come segnalano gli ultimi dati Enel; è l'esempio della Toscana, con oltre 4mila impianti aggiunti lo scorso anno, soprattutto di piccola taglia da tre a venti kW (87,5% del totale). La potenza fotovoltaica complessivamente allacciata alla rete elettrica nel 2010 è pari a circa 68 Mw. Record anche per l'Umbria, con oltre 2mila nuovi impianti lo scorso anno per 26 Mw di capacità in più; l'Emilia Romagna ha superato le 6.600 connessioni di sistemi fotovoltaici nel 2010, attivando 225 Mw di pannelli solari sul territorio regionale, con le province di Bologna e Ravenna in prima fila nella corsa verso questa fonte rinnovabile.

venerdì 7 gennaio 2011

Il nuovo Conto Energia 2011-2013 è stato approvato dalla Conferenza Stato Regioni lo scorso 9 Luglio insieme alle "Linee Guida per il procedimento di attuazione alla costruzione e all'esercizio di impianti di produzione di elettricità da fonti rinnovabili".
Entrerà in vigore dal 1 gennaio del 2011, e continuerà a sostenere lo sviluppo del fotovoltaico in Italia premiando chi investe sull'energia solare con un "bonus" per ogni kWh prodotto.
I benefici del Conto Energia si continueranno a sommare a quelli relativi al risparmio sulla bolletta dell'energia elettrica rendendo molto conveniente investire in un impianto fotovoliaìco.Rispetto al precedente Conto Energia le tariffe sono state ridotte per adeguarle alla consistente diminuzione di costo degli impianti, ma rimangono molto vantaggiose.
Se consideriamo ad esempio un impianto con potenza compresa tra 1 e 3 kWp, nel 2010 in modalità di integrazione architettonica parziale si ottiene una tariffa incentivante di 0,422 euro per kWh, mentre nel primo quadrimestre del 2011 questo valore scende a 0,402 €kWh: un calo del 4,7%, molto inferiore alla discesa di prezzo degli impianti fotovoltaici.

Una novità positiva consiste nell'abolizione della distinzione fra impianti integrati e non integrati, che talvolta ha generato qualche confusione.
La durata effettiva degli incentivi è ancora di 20 anni, quindi chi installa un impianto a partire dal 2011 al 2013 avrà diritto alla stessa tariffa incentivante fino al 2031 o al 2033.

Gli impianti di potenza inferiore ai 200 kWp potranno ancora beneficiare dello "scambio sul posto", in base al quale se l'utente immette in rete più energia di quanta ne preleva può decidere se farsi riconoscere un rimborso monetario, oppure un credito da utilizzare in futuro.


Tetto di 3.000 MW
La potenza fotovoltaica incentivata nel triennio 2011-2013 ha un massimo complessivo di 3000 MW, ai quali si aggiungono 200 MW per gli impianti fotovoltaici a concentrazione (cioè strutture che convogliano le radiazioni solari su celle fotovoltaiche grazie ad un sistema di specchi), e 300 MW per "impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative". Si tratta di strutture che utilizzano moduli o componenti speciali creali e sviluppati apposta per una completa integrazione, per la sostituzione di elementi architettonici e che rispondano a determinati requisiti costruttivi e modalità di installazione.

Classificazione degli impianti
Altra novità è la divisione degli impianti in 6 differenti classi di potenza che godono di incentivi decrescenti, nel seguente ordine: - da 1 a 3kW.
- da 3 a 20kW
- da 20 a 200kW
- da 200 a 1.000 kW
- da 1.000 a 5.000 kW
- oltre i 5,000 kW.
A queste classi si aggiungono le tipologie di impianti integrati con caratteristiche innovative e impianti a concentrazione. Per entrambi si prevede una decurtazione annuale delle tariffe del 2% anziché del 6% oltre a una remunerazione maggiore, che varia a seconda delle dimensioni, rispetto agli impianti tradizionali. Inoltre particolari tipi di impianti sono beneficiari di ulteriori premi aggiuntivi.
È il caso degli impianti "a scambio prevedibile" che godono di un aumento del 20% sulla tariffa di riferimento. Si tratta di installazioni che effettuano, per almeno 300 giorni l'anno, uno scambio con la rete elettrica pubblica regolato su un orario preciso. Ulteriori bonus del 5% sono previsti invece per impiantì realizzati su edifici che siano collocati presso aree industriali, commerciali, siti contaminati, cave esaurite o aree di pertinenza di discariche.
LEGGE CONTO ENERGIA: INCENTIVI STATALI E ENERGIE RINNOVABILI: FOTOVOLTAICO. CAMBIAMENTI SIGNIFICATIVI DAL 1° GENNAIO 2011
 
Ogni anno, si sa, per effetto degli accordi intercorsi durante le delibere e successivi promulgamenti delle Leggi Conto Energia, gli incentivi statali del GSE vanno via via riducendosi...oltre a questo fatto vi è un altro profondo e non di certo meno importante cambiamento: cadono le differenze architettoniche tra impianti parzialmente e totalmente integrato. Dal 2011 infatti parleremo di:

- impianto fotovoltaico SU EDIFICIO (TETTO)

- impianto fotovoltaico di altro tipo (SU TERRENO; SU ACQUA -vedi nostra pagina impianti fotovoltaici galleggianti -)




ma per ovviare a questa diminuzione dell'incentivo, è nata una nuova voce: IMPIANTI FOTOVOLTAICI INTEGRATI CON CARATTERISTICHE INNOVATIVE,
D.M. 6/8/2010
Beneficiari possono essere: Persone fisiche, Persone giuridiche, Soggetti pubblici
Condomini di unità abitative e/o di edifici

L'impianto per essere considerato tale deve avere i seguenti requisiti:

- Impianti connessi in rete/piccoli reti isolate
- Potenza impianto tra 1 kWp e 5 MWp compresi
- Conformità alle regole tecniche seguenti:

per i moduli sono previste le seguenti norme:
CEI EN 61215 (CEI 82-8) per Moduli fotovoltaici in silicio cristallino
CEI EN 61646 (CEI 82-12) per Moduli fotovoltaici a film sottile
CEI EN 61108 (CEI 82-30) per Moduli e sistemi fotovoltaici a concentrazione
Nel caso di impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative si possono utilizzare moduli che non rispettano le EN 61215/61646 nel solo caso in cui non sono presenti in commercio dei moduli certificati che potrebbero svolgere la stessa tipologia di integrazione. In questi casi è richiesta solo una dichiarazione del costruttore che certifica la compatibilità del modulo con le norme di cui sopra.

Nel caso di impianti fotovoltaici a concentrazione, fino al 31/12/2011, si possono utilizzare moduli che non rispettano le EN 61108 a patto che sia stato avviato il processo di certificazione e che venga comunque rispettata la Guida CEI 82-25.

- Componenti nuovi o comunque non utilizzati in precedenza in altri impianti
- Le caratteristiche tecniche che devono rispettare i moduli sono:

progettati per sostituire elementi architettonici di edifici
devono avere innovazioni di carattere tecnologico
oltre alla produzione di energia devono svolgere una delle seguenti funzioni: regolazione termica edificio, tenuta all’acqua, tenuta meccanica
Inoltre l’installazione dovrà essere realizzata facendo in modo che i moduli devono svolgere una funzione di rivestimento di parti dell’edificio e integrarsi armoniosamente nel disegno architettonico dell’edificio stesso.
Tariffe incentivanti

Per impianti nuovi o rifacimento totale o potenziamento, in esercizio dopo il 31/12/2010
Le tariffe per il 2011 sono indicate nella tabella sotto riportata
Per il 2012 e 2013 le tariffe si ottengono dalla tabella decurtata del 2% all’anno
Per 2014 e anni successivi seguirà nuovo Decreto. In assenza di questo si applicherà un'ulteriore decurtazione del 2% annuo
La durata dell’incentivo è di 20 anni dalla data di entrata in esercizio dell’impianto
La tariffa è a moneta costante nei 20 anni
E’ possibile il premio per uso efficiente dell’energia (solo per impianti su edifici in SSP)

ossia tutti quegli impianti fotovoltaici realizzati con integrazione architettonica totale, ossia i pannelli al posto della copertura, e che utilizzano un determinato tipo di pannello a carattere tecnologicamente innovativo (vedi ad esempio le tegole fotovoltaiche)

Inoltre avremo delle differenze riguardo gli incentivi in relazione al periodo di entrata in esercizio dell'impianto fotovoltaico.

Ecco la tabella Incentivi statali del GSE 2011 su impianti standard.

 
Intervallo di potenza Impianti entrati in esercizio dal 31-12-2010 al 30-04-2011 Impianti entrati in esercizio dal 30-04--2010 al 31-08-2011  Impianti entrati in esercizio dal 31-08
Abbiamo però come detto sopra la nuova categoria di impianti realizzati con caratteristiche innovative, che vengono "premiati" come segue:
Impianti Fotovoltaici Integrati con caratteristiche Innovative
Intervallo di Potenza Tariffa Incentico Corrispondente
Kw € / kW
A 1

B 20 < P < 200 0.40 €
C P < 200 0.37 €
 
E' stata alzata la potenza oggetto degli incentivi, da 1200 MW fino ai 3000 MW, a cui si aggiungono 200 MW per impianti fotovoltaici a concentrazione, ossia quegli impianti che usano specchi o lenti per indirizzare molta "luce" su una superficie ridotta ricoperta di celle fotovoltaiche ad alta efficienza; e infine 300 mW per gli impianti denominati "ad alta integrazione architettonica", come visto sopra, ossia con caratteristiche tecnico-tecnologiche innovative.

giovedì 6 gennaio 2011

Breve storia del pannello solare termico:
Già i Romani avevano sviluppato dei sistemi di riscaldamento delle abitazioni e dell' acqua basati sull'utilizzo dell'energia solare e dell'effetto serra creato dal vetro, ma molti secoli dovevano passare prima che si pensasse di sfruttare in modo sistematico le inesauribili risorse solari. 1767 Horace-Bénédict de Saussure, naturalista, geologo e fisico di Ginevra, costruí il primo esempio di pannello solare, detto “eliometro”.
Era un dispositivo molto semplice, costituito da una scatola di legno foderata di sughero nero, sulla parte superiore della quale erano applicati tre strati di vetro posti ad opportuna distanza: la temperatura all'interno della scatola arrivava a 109 °C.
Lo scienziato inoltre dimostrò che questa temperatura era indipendente dall'altitudine, a parità di esposizione: durante una famosa spedizione sul Monte Bianco rilevò infatti gli stessi valori.
L'astronomo John Herschel usò un dispositivo analogo per cucinare il cibo nella sua spedizione in Africa nel 1830, inaugurando una tecnica di cottura oggi detta cooking, un sistema ecologico che produce buoni risultati e permette a molte popolazioni povere di cucinare evitando l'uso del legno.
Qualche anno dopo il francese Auguste Mouchot pensò di sfruttare l'energia solare per la produzione di energia meccanica, con l'intento di ridurre la dipendenza dal carbone dell'industria del suo Paese.
Brevettò cosí il primo motore, della potenza di 1 KW, e il suo progetto convinse i politici del tempo, in particolare Napoleone III, che gli assicuròi fondi per continuare le sue ricerche. basso prezzo del carbone però lasciò nell'ombra i grandi progressi tecnici fatti.
Gli ultimi anni del 1800 videro notevoli progressi su diversi fronti: nel 1878 l'inglese William Adams cominciò la costruzione della prima torre a concentrazione per la produzione di energia elettrica, e nel 1885 il francese Charles Tellier utilizzòpannelli piani per la produzione di vapore. oltreoceano ci si dedicava a questo tipo di studi: nello stesso periodo infatti, John Ericsson inventò i primi pannelli parabolici e li applicò a vari motori solari, seguito da Frank Shuman nel 1906. Shuman costruí un impianto in Egitto che, grazie a concentratori distribuiti su una superficie di 4000 m2, forniva una potenza di circa 300 KW.
Il primo sistema commerciale per la produzione di acqua calda fu brevettato dall’Americano Clarence Kemp nel 1891.
Già nel 1897 un terzo delle case di Pasadena, in California, erano dotate di dispositivi solari per il riscaldamento della acqua.
Dal 1920 in poi si diffuse nelle regioni maggiormente soleggiate degli Stati Uniti, come Florida e California, il cosiddetto "day and night water heater", che era in grado di fornire acqua calda durante tutto il giorno (era un sistema a circolazione naturale in cui l’acqua veniva accumulata in un serbatoio posto più in alto dei collettori piani).
Pochi anni dopo, intorno al 1935 fu realizzato il primo edificio in cui l’impianto di riscaldamento utilizzava una serie di collettori solari per ottenere il fluido scaldante.Negli anni '50 gli scaldacqua solari si diffusero particolarmente, grazie all’introduzione di sistemi più efficienti; i dati relativi a quegli anni parlano di 250.000 piccoli impianti in Giappone, 50.000 negli Stati Uniti (Florida e California soprattutto) ed un discreto numero in Australia, Israele e Sud Africa.Un nuovo forte impulso allo sviluppo di questa tecnologia fu dato dalla crisi petrolifera agli inizi degli anni '70.
Nell’ultimo decennio si è assistito ad un forte sviluppo del solare termico in virtù delle migliorate prestazioni di tali impianti, di una raggiunta maturità ambientale in molti paesi industrializzati e del fondamentale intervento dei loro governi per lo sviluppo di tale tecnologia.
Oggigiorno i sistemi solari per scaldare l'acqua sono in genere utilizzati per gli usi domestici di singole famiglie, per il riscaldamento degli ambienti e per il riscaldamento dell’acqua delle piscine.
Gli impianti per uso domestico sono in media di 4-6 m2, con serbatoio di 150-300 litri, che consentono di produrre acqua calda a “bassa” temperatura (55-65 °C), tuttavia adatte agli usi di cucina, bagni, riscaldamento.
L'energia disponibile (alle nostre latitudini) alle utenze nelle 24 ore è dell'ordine di 1,5-3,5 kWh per ogni m2 di superficie del collettore, rispettivamente in inverno e in estate con cielo sereno.
Nei paesi in cui la ricerca è più avanzata, in aggiunta agli impianti di tipo unifamiliare, sono stati realizzati, a scopo dimostrativo o nell'ambito di programmi sovvenzionati, impianti a collettori solari piani centralizzati, i quali aprono nuove prospettive di applicazione di questa tecnologia.
In Germania, impianti fino a 3.500 m2, con serbatoi per l'acqua calda di alcune centinaia di m3, sono stati installati per il riscaldamento di appartamenti, con sistemi di distribuzione e conteggio del calore, di alberghi, di impianti sportivi, di aziende manifatturiere.
Di particolare interesse gli impianti per il riscaldamento dell'acqua delle piscine (possono fornire fino al 100% delle necessità termiche delle piscine), realizzati in genere con pannelli in polipropilene sono inoltre i più semplici da installare della categoria, e possono ripagarsi anche in un anno e mezzo.Recenti applicazioni "ibride" riscaldano il fluido vettore utilizzando il retro di pannelli fotovoltaici, ottenendo anche il risultato di abbassare la temperatura di questi ultimi, con beneficio per la loro efficienza.Infine, la disponibilità di nuove tecnologie per la costruzione di edifici (per esempio i nuovi materiali isolanti termicamente e trasparenti alla luce) sta aprendo anche la strada alla possibilità di utilizzare i pannelli solari nella climatizzazione invernale e estiva di abitazioni e edifici. A Friburgo, il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems sta sperimentando da anni un nuovo tipo di abitazione climatizzata tutto l'anno solo con l'energia solare.
I pannelli solari in Italia Le prime ricerche sistematiche per il riscaldamento solare dell'acqua furono effettuate in Italia agli inizi degli anni '60 dal Politecnico di Milano nell'ambito di un programma finanziato dal CNR, che comprendeva la sperimentazione di diverse tipologie di impianto a Cortina d'Ampezzo.
I primi modelli di scaldacqua solari commerciali iniziarono a diffondersi intorno al 1975. Agli inizi degli anni '80 l'ENEL promosse una campagna per l'installazione nel nostro paese di 100.000 m2 di collettori solari, che, tuttavia, in assenza di riferimenti normativi per la loro produzione e installazione, non ebbe il successo previsto.
Oggi la diffusione dei collettori solari sta avendo un nuovo momento di slancio, grazie a programmi a carattere nazionale e regionale.

lunedì 3 gennaio 2011

Il flusso dell'energia fotovoltaica

Qual è il percorso , il flusso, di energia elettrica che si crea col proprio impianto fotovoltaico ? L’energia prodotta viene direttamente immessa in rete o viene prima contabilizzata e filtrata? Qual è il percorso che l’energia auto-prodotta fa prima di entrare in rete o prima di essere consumata?

L’energia prodotta con un impianto fotovoltaico viene misurata da un primo contatore, che sarà poi utile per il conteggio ai fini dell’emissione della tariffa incentivante, a prescindere dall’uso effettivo che verrà fatta di questa energia elettrica (autoconsumo o immissione in rete).

Un secondo contatore, contatore bidirezionale, posto tra la rete elettrica e la mia uenza, misura poi le quantità di energia in entrata e in uscita dalla mia utenza. Questo sarà utile , invece, ai fini delle compensazioni dello scambio sul posto o della vendita dell’energia.

In questa immagine è raffigurato lo schema del flusso dell’energia prodotta , immessa e prelevata dalla rete.

In sintesi:

il mio impianto produce di giorno una quantità di energia, misurata da un primo contatore (M1). Poi: questa energia può essere direttamente posta al servizio dei miei consumi (C), oppure può passare da un secondo contatore che ne registra l’immissione in rete (U). Viene contabilizzata in uscita, quindi, solo quella parte di corrente elettrica che non viene immediatamente consumata dalla mia utenza domestica.

D’altra parte, invece, la rete mi mette a disposizione l’energia che mi serve nei momenti di non produzione del mio impianto: l’energia in entrata (E), viene conteggiata dal secondo contatore ed entra direttamente nella mia utenza.

Se sono in regime di scambio sul posto, questa quantità, andrà a compensare l’energia precedentemente immessa, ovvero l’energia prodotta e non immediatamente auto-consumata.

Nello schema riportato:

P = energia prodotta dall’impianto fotovoltaico (che è l’ energia incentivata, ovvero pagata con le tariffe incentivanti)
E = energia prelevata dalla rete (pagata con la bolletta elettrica)
U = energia prodotta dall’impianto fotovoltaico e immessa in rete (ovvero l’energia non immediatamente auto-consumata)
C = energia consumata dalle utenze (che può essere o quella auto-prodotta o quella prelevata)
M1= contatore dell’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico (quello che si guarda per la tariffa incentivante)
M2 = contatore di misura “bidirezionale“ dell’energia scambiata con la rete (quello che si guarda per lo scambio sul posto)
La risultante di tutte queste contabilizzazioni e misurazione è il Bilancio energetico del sistema




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