Il sole è una sfera di gas riscaldato da reazioni di fusione termonucleare, con temperature di circa 15.000.000 °C nella zona centrale e 6.000 °C in superficie. Come tutti i corpi caldi, il sole emette una radiazione elettromagnetica, che costituisce il combustibile principale di tutti i processi vitali sulla terra. La potenza del campo elettromagnetico incidente sull'unità di superficie (W/mq) prende il nome di "irraggiamento solare". Nell'attraversare l'atmosfera terrestre la radiazione solare si attenua, perchè viene in parte riflessa e assorbita (sopratutto dal vapore d'acqua, dall'ozono, dall'ossigeno e dall'ossido di carbonio). La radiazione che giunge su una superficie orizzontale è così composta da una "radiazione diretta", associata ai raggi solari che colpiscono direttamente la superficie e una "radiazione diffusa" che arriva sulla superficie dal cielo in ogni direzione. In una giornata soleggiata, la componente diffusa può arrivare al 10% - 20% della radiazione globale ricevuta da una superficie orizzontale; con il cielo totalmente coperto la radiazione è soltanto quella diffusa.
La radiazione solare si esprime in kilowattora al metro quadrato (kWh/mq), oppure in megajoule al metro quadrato (MJ/mq). Per stimare la produzione di energia elettrica si utilizza sopratutto la radiazione solare riferita ad un intero anno, come valore medio su più anni (radiazione media annua). Ma sono disponibili banche dati con radiazione solare giornaliera media, per ogni mese dell'anno. La potenza elettrica (kW) di un impianto fotovoltaico dipende sopratutto dall'irraggiamento solare, mentre l'energia elettrica (kWh) prodotta, in un certo periodo di tempo, dipende dalla radiazione solare disponibile in quel periodo.
Applicazione del fotovoltaico in campo agricolo.
Al di là dei vantaggi che le fonti rinnovabili presentano per l'ambiente, molti utenti si avvicinano al fotovoltaico per avere informazioni dettagliate sul caso specifico di loro interesse, sapere cosa si può fare, quanto costa e la convenienza economica.
Per rispondere a queste domande, bisogna effettuare un sopralluogo, onde acquisire i dati necessari e presentare poi al cliente un piano di fattibilità dell'impianto fotovoltaico. Le informazioni da raccogliere riguardano:
-spazi disponibili per individuare la potenza installabile;
-possibile orientamento e inclinazione dei moduli;
-possibili ombreggiamenti;
-ubicazione geografica dell'impianto, per determinare la radiazione solare annua e la producibilità dell'impianto;
-consumo annuo di energia elettrica del cliente (nello scambio sul posto non conviene che l'energia fotovoltaica prodotta superi quella che il cliente può consumare);
-disponibilità di spazi idonei per collocare quadri e inverter e per il posizionamento del gruppo di misura dell'energia prodotta;
-disponibilità finanziarie del cliente per l'investimento, diretto o tramite finanziamento;
-necessità di eventuali permessi edilizi;
-tenuta statica delle strutture edilizie destinate ad accogliere l'impianto fotovoltaico.
In campo agricolo, per esempio, possiamo installare i pannelli fotovoltaici sul tetto di copertura di una stalla per bovini (in caso di azienda zootecnica), in modo da non occupare spazi di terreno destinati alle colture o altre attività agricole. Con l'energia prodotta, una parte, può essere utilizzata per l'alimentazione elettrica della mungitrice, per l'illuminazione degli ambienti, per forza motrice ed altro (pompe idrauliche di sollevamento, cancelli motorizzati, recinzioni elettrificate, ecc.); un'altra parte dell'energia prodotta, in orari dove non è presente un elevato prelievo dei macchinari e/o apparati dell'azienda agraria, può essere venduta all'ente gestore dell'impianto elettrico principale (Enel).
Per incentivare l'installazione di tali impianti è stato predisposto il "conto energia".
Attualmente il conto energia è regolato dal D.M. del 19 febbraio 2007. Tale Decreto Ministeriale stabilisce, in base alla potenza elettrica nominale installata, alle modalità d'impianto (impianto non integrato, parzialmente integrato ed impianto integrato), un corrispettivo in denaro da un minimo di 0,36 Euro ad un massimo di 0,49 Euro (tariffa incentivante) applicabile a tutta l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico (kW). Il G.S.E. (Gestore dei Servizi Elettrici) ha predisposto delle guide per identificare con precisione le varie modalità d'installazione e di inserimento nel volume edilizio, in questo caso della stalla per bovini. Per esempio negli impianti integrati il pannello fotovoltaico sostituisce, in tutto o in parte, la funzione di copertura ed isolamento dell'involucro edilizio; negli impianti parzialmente integrati i pannelli non svolgono alcuna funzione, ma sono semplicemente appoggiati sugli elementi di copertura della struttura edilizia. La tariffa incentivante è erogata per un periodo di venti anni a decorrere dalla data di entrata in esercizio dell'impianto.
Pertanto l'azienda agraria, a monte di un costo inziale determinato dalla potenza elettrica che si vuole installare, può già risparmiare energia da subito utilizzando l'energia prodotta in loco dai pannelli fotovoltaici per alimentare i macchinari e/o gli impianti elettrici necessari allo svolgimento dell'attività agraria, non pagando più le bollette dell'Enel e nel contempo guadagnare somme importanti da reinvestire in azienda o per ammortizzare eventuali finanziamenti richiesti per l'installazione dei pannelli fotovoltaici.
