Fotovoltaico ed eolico insieme: come integrare le 2 fonti rinnovabili per una produzione energetica ottimale

Oggi sempre più aziende e privati scelgono di installare impianti per la produzione di energia rinnovabile, in particolare fotovoltaico ed eolico insieme. Spesso ci si chiede se ha senso installare entrambe le tecnologie insieme e come integrarle al meglio. In questo articolo analizzeremo nel dettaglio vantaggi e svantaggi dell'utilizzo congiunto di fotovoltaico ed eolico, come funziona l'integrazione e alcuni consigli pratici per ottimizzare la produzione.

Come funzionano fotovoltaico ed eolico

Prima di capire come realizzare un impianto fotovoltaico ed eolico integrati, vediamo brevemente come funzionano queste due tecnologie rinnovabili:

• Fotovoltaico: i pannelli fotovoltaici catturano l'energia del sole e la trasformano in elettricità. Funzionano solo di giorno e la resa è condizionata dall'irraggiamento solare. Rendono di più in estate rispetto all'inverno. Trovi maggiori dettagli in questo articolo Come funziona un impianto fotovoltaico
• Eolico: le pale eoliche sfruttano la forza del vento per azionare un generatore e produrre elettricità. Funzionano sia di giorno che di notte, purché ci sia vento sufficiente. La resa dipende dalla velocità del vento.

Perché integrare fotovoltaico ed eolico insieme

Ci sono diversi vantaggi nell'integrare il fotovoltaico con sistemi eolici:

• Produzione continua: il fotovoltaico produce di giorno, l'eolico anche in assenza di sole, quindi nelle giornate nuvolose e di notte. L'integrazione consente una produzione distribuita H24.
• Ottimizzazione energetica: in estate il fotovoltaico rende di più, in inverno l'eolico è più efficiente. L'integrazione sfrutta al meglio i punti di forza di entrambe le tecnologie.
• Risparmio economico: con un solo impianto ibrido si ottimizza l'investimento iniziale utilizzando un'unica struttura di supporto.
• Maggiore autonomia: integrare fotovoltaico ed eolico insieme riduce la dipendenza dalla rete elettrica, aumentando l'indipendenza energetica.

Come si integrano eolico e fotovoltaico

Vediamo ora in concreto come è possibile integrare gli impianti fotovoltaici con quelli eolici:

• Impianto ibrido: solare ed eolico possono essere integrati a livello di impianto utilizzando un sistema di controllo centralizzato che gestisce entrambe le tecnologie.
• Accumulo unico: l'energia prodotta da entrambi i sistemi viene immagazzinata in un'unica batteria di accumulo, ottimizzando i costi.
• Allaccio alla rete unico: con l'integrazione basta un solo punto di allaccio alla rete elettrica per immettere eventuale surplus di energia prodotta.
• Strutture di supporto condivise: dove possibile le strutture di supporto di pannelli fotovoltaici e pale eoliche vengono condivise minimizzando l'impatto ambientale.
• Sistema di monitoraggio integrato: un software di monitoraggio unico consente di tenere sotto controllo e ottimizzare la produzione di entrambe le tecnologie.

Configurazioni impiantistiche per l'integrazione

Esistono diverse configurazioni di impianto che consentono l'integrazione ottimale di un impianto solare fotovoltaico ed un generatore eolico:

• Stand-alone: l'impianto ibrido non è collegato alla rete elettrica. L'energia servesolo per l'autoconsumo e l'accumulo.
• Grid-connected: l'impianto è collegato alla rete e immette l'eventuale surplus prodotto. È la soluzione più comune.
• Off-grid: l'impianto non è collegato alla rete elettrica ma solo a generatori ausiliari come gruppi elettrogeni. Utile per luoghi isolati.
• Microgrid: più impianti ibridi collegati tra loro formano una rete elettrica locale gestita in modo intelligente e indipendente dalla rete nazionale.

Pannelli fotovoltaici: consigli per l'integrazione

Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, ecco alcuni consigli per ottimizzare l'integrazione con sistemi eolici:

• Orientare i pannelli verso sud per massimizzare l'irraggiamento solare.
• Installare i pannelli con inclinazione ottimale calcolata sulla latitudine del luogo.
• Prediligere pannelli fotovoltaici monocristallini che hanno rendimenti migliori con condizioni di basso irraggiamento.
• Dimensionare l'impianto in modo che la potenza fotovoltaica installata sia 1,5 volte superiore alla potenza eolica.
• Installare ombreggiamenti contro il surriscaldamento estivo dei pannelli.

Turbine eoliche: consigli per l'integrazione

Per quanto riguarda le turbine eoliche, ecco come ottimizzare l'integrazione con il fotovoltaico:

• Scegliere turbine con curve di potenza adatte al sito, per sfruttare al meglio i venti presenti.
• Prediligere turbine a passo variabile che ottimizzano la resa con venti di intensità diversa.
• Posizionare le turbine in spazi aperti, su torri sufficientemente alte per sfruttare venti più forti.
• Installare le pale in direzione dei venti prevalenti, tenendo conto degli ostacoli presenti.
• Dimensionare le turbine per una potenza pari a circa i 2/3 di quella fotovoltaica installata.

Manutenzione dell'impianto ibrido

La manutenzione di un impianto ibrido fotovoltaico/eolico prevede:

• Pulizia periodica di pannelli e pale per rimuovere sporco e residui.
• Verifica serraggi bulloni e connessioni elettriche.
• Controllo inverter, regolatori di carica e sistemi di monitoraggio.
• Verifica stato batterie di accumulo.
• Monitoraggio produzione impianto ed eventuale ottimizzazione configurazione.
• Potatura alberi ed essenze per evitare ombreggiamenti.
• Eventuali riparazioni e sostituzione componenti guasti.

Vantaggi e svantaggi dell'integrazione fotovoltaico/eolico

Riassumiamo pro e contro dell'integrazione tra fotovoltaico ed eolico insieme:

Vantaggi

• Produzione energetica distribuita H24
• Ottimizzazione dei punti di forza di entrambe le tecnologie
• Costi inferiori grazie all'impianto ibrido
• Maggiore autonomia e indipendenza energetica

Svantaggi

• Costo iniziale più elevato
• Complessità maggiore di installazione e manutenzione
• Necessità di spazi più ampi per ospitare entrambe le tecnologie
• Difficoltà di individuare siti adatti ad entrambe le soluzioni

Conclusioni

Integrando fotovoltaico ed eolico insieme si possono quindi ottenere diversi vantaggi, in particolare una produzione energetica più distribuita sfruttando al meglio le potenzialità di entrambe le tecnologie rinnovabili. Una attenta progettazione dell'impianto e una corretta manutenzione consentono di ottimizzare i risultati. Prima di installare un impianto ibrido è comunque importante valutare attentamente costi e benefici.

Domande frequenti

Quanto costa un impianto fotovoltaico eolico?

Il costo di un impianto ibrido fotovoltaico/eolico parte da 15.000 euro per impianti di piccole dimensioni, fino a decine di migliaia di euro per impianti industriali di grandi dimensioni. L'integrazione comporta un incremento dei costi del 20-30% rispetto impianti singoli.

Quanto si risparmia con l'autoconsumo dell'energia?

Con l'autoconsumo dell'energia prodotta da un impianto ibrido fotovoltaico/eolico si stimano risparmi sulla bolletta elettrica fino al 60-70%. L'integrazione tra le due tecnologie aumenta l'autoconsumo per la produzione distribuita H24.

Dove installare al meglio turbine eoliche e pannelli fotovoltaici?

L'ideale è installare fotovoltaico su tetti e coperture rivolte a sud, mentre le turbine eoliche vanno posizionate in spazi aperti con buona presenza di vento, come colline, coste o pianure. A meno che non si tratti di una turbina definita micro-eolico che può essere installata anche attaccata alla propria abitazione.

Fotovoltaico ed eolico insieme bastano per una casa passiva?

Sì, per una casa ad alta efficienza energetica come una passive house, l'integrazione tra fotovoltaico ed eolico consente di coprire tutti i consumi se l'impianto ibrido è dimensionato correttamente. Serve però anche un accumulo adeguato.

Perché non si usa di più l'integrazione tra fotovoltaico ed eolico?

I principali ostacoli sono l'elevato costo iniziale, la complessità di installazione e gestione dell'impianto ibrido e la difficoltà di individuare siti idonei ad ospitare entrambe le tecnologie. Ma gli esempi virtuosi stanno crescendo.