Sistemi fotovoltaici connessi a rete: studio di fattibilità per un edificio scolastico

Nel panorama delle fonti rinnovabili, in cui il fotovoltaico ha conosciuto negli ultimi anni una crescita esponenziale, grazie ai progressi tecnologici, alla riduzione dei costi e alle politiche di incentivazione volte a favorire la transizione energetica, la presente tesi ha l'obiettivo di valutare la fattibilità tecnico-economica di un impianto fotovoltaico connesso alla rete, da installare sul tetto di un edificio scolastico situato a Chieri, comune italiano della città metropolitana di Torino. Dopo un'analisi del contesto energetico nazionale, con particolare attenzione alla diffusione delle fonti rinnovabili e al ruolo del fotovoltaico, vengono approfonditi i principi di funzionamento della tecnologia fotovoltaica, evidenziandone le potenzialità e i principali fattori che ne influenzano il rendimento, oltre che degli altri dispositivi necessari per il corretto, quanto migliore, funzionamento dell’intero sistema. Successivamente, lo studio si concentra sulla progettazione dell'impianto. Partendo dall’area disponibile del tetto, si è definita la migliore disposizione dei moduli del generatore fotovoltaico, e dopo aver definito la potenza massima producibile, si è passato al dimensionamento ottimale e alla scelta di tutti componenti: inverter e cavi. Inoltre, si è posta attenzione alla producibilità energetica, stimata attraverso calcoli matematici svolti su Excel e l’uso di software quali PVGIS, che ha permesso anche di avere accesso ai dati climatici del luogo. Si analizzano inoltre gli aspetti tecnici legati all'installazione e connessione a rete dell'impianto, e vengono proposte in aggiunta alla configurazione base, diverse configurazioni con e senza possibilità di accumulo, sia lato AC che lato DC. Oltre alle varie modifiche apportate alla configurazione base dell’impianto fotovoltaico, si è scelto di replicare quasi integralmente lo stesso sistema in una località del sud Italia, in un piccolo paese di nome Bafia, situato nella zona nord-orientale della Sicilia. L’obiettivo di questa scelta è quello di analizzare e confrontare i risultati in termini di produzione energetica e rendimento dell’impianto in due contesti geografici caratterizzati da condizioni climatiche e irraggiamento significativamente differenti. Il lavoro di tesi si è concluso con la stima dei costi, dei flussi di cassa e successiva valutazione economica dell'investimento, per tutte le configurazioni esaminate, attraverso il calcolo del VAN. Ottenuto il tempo di ritorno dell’investimento, e in guadagno dopo 25 anni, sono state tratte le conclusioni sulla convenienza economica degli impianti.