July 2012

Autoconsumo commerciale di energia solare

Informazioni per i progettisti di impianto

Dal luglio 2010 l’autoconsumo di energia solare viene incentivato maggiormente, se la quota di autoconsumo annuale supera il 30%. Al contempo il limite di potenza è stato portato da 30 a 500 kWp. L’obiettivo dell’incentivo all’autoconsumo resta invece invariato: uno stimolo finanziario per occuparsi della gestione dei carichi e del relativo contributo al decongestionamento della rete.

L’autoconsumo di energia solare è interessante soprattutto per gli utenti commerciali. Perché in particolari condizioni è possibile utilizzare direttamente anche quote più ampie dell’energia solare prodotta. L’ammontare di questa quota dipende tuttavia dipende dal singolo caso molto più che per l’autoconsumo privato. Perché anche per la potenza dell’impianto FV le approvazioni generalmente valide sono poco possibili come per l’ammontare del consumo di energia o della relativa distribuzione temporale lungo l’arco della giornata.
Dopo le analisi relative all’autoconsumo SMA ha anche eseguito delle simulazioni a tal proposito. L’obiettivo consisteva nello stimare il potenziale di consumo proprio per le tipiche utenze commerciali e determinare i fattori decisivi in tal senso. I risultati possono essere utili per gli installatori e i piccoli industriali come ausilio di pianificazione di massima, ma dimostrano soprattutto che il tema è molto complesso.

Che cos’è l’autoconsumo di energia solare?

Si parla di autoconsumo di energia solare quando la corrente così prodotta viene utilizzata direttamente nel luogo di produzione, pertanto viene talvolta definito anche con il termine di “consumo diretto”. Per calcolarlo occorre in linea di massima confrontare i valori attuali di produzione e consumo. La potenza momentanea di autoconsumo corrisponde al valore più piccolo tra i due. La figura 1 mostra la produzione e il consumo di un impianto a 5 kWp e di un’abitazione privata con quattro persone in una tipica giornata estiva. L’autoconsumo del giorno corrisponde esattamente alla parte di energia consumata (blu) che si trova “all’interno” dell’energia FV prodotta (grigio chiaro). Nella figura è evidenziato in blu scuro. Secondo le analisi di SMA, senza specifici provvedimenti la quota di autoconsumo di una famiglia di quattro persone corrisponde a circa il 20-40% nella media annuale.

Fig. 1: Produzione, consumo e autoconsumo in una giornata estiva senza nuvole (utenza di quattro persone e impianto FV con potenza di picco di 5 kWp).

Quali fattori determinano la quota di autoconsumo commerciale?

In linea di massima i fattori di influenza sono gli stessi del autoconsumo privato: il proprio fabbisogno energetico, la produzione di energia dell’impianto FV e naturalmente il profilo di consumo, quindi la ripartizione temporale del fabbisogno energetico. La particolarità per gli utenti commerciali consiste tuttavia nel fatto che nell’ampia fluttuazione di questi fattori rende quasi impossibile affermazioni generali relative alle quote di autoconsumo “tipiche”.

In tal senso il fattore d’influenza più importante è senz’altro il rapporto tra quantità di energia prodotta e necessaria, poiché limita fondamentalmente la quota di autoconsumo conseguibile: se il fabbisogno energetico è sufficientemente elevato, è possibile utilizzare direttamente quote rilevanti dell’energia solare prodotta, anche quando i momenti di consumo e produzione non coincidono perfettamente. Se invece l’energia solare è superiore, per via di una potenza di produzione eccezionalmente elevata, solo una piccola parte di questa potrà essere direttamente utilizzata.
Al secondo posto vi è il rispettivo profilo di consumo: poiché la ripartizione temporale della potenza FV è da intendersi in limiti stretti, esso determina in via quasi esclusiva in che modo coincidono produzione e consumo durante la giornata. In questo modo influisce enormemente sulla quota di autoconsumo, tuttavia solo se il rapporto tra potenza prodotta e fabbisogno energetico è equilibrato.
Altri fattori sono da ricercarsi negli aspetti produttivi, soprattutto l’ubicazione e l’orientamento dell’impianto FV. Entrambi questi aspetti influiscono sull’ammontare del rendimento energetico, ma non solo. Essi influenzano anche la ripartizione del rendimento energetico durante la giornata, un elemento fondamentale per l’autoconsumo. Così il fulcro di produzione, in caso di orientamento verso ovest del generatore FV, si sposta in avanti nella giornata, mentre in caso di orientamento verso est si sposta indietro. Per un’attività commerciale con fabbisogno energetico maggiore nelle ore serali, il solo orientamento verso ovest potrebbe far salire già del 7% la quota di autoconsumo. Tuttavia un orientamento a ovest del generatore FV dovuto a questo motivo non è molto sensato, perché il rendimento minimo assoluto pari a circa il 15% ha un peso senz’altro maggiore rispetto a una quota di autoconsumo leggermente aumentata.
Quando si riflette sull’ubicazione dell’impianto FV non si tratta infatti di pensare solo al rendimento energetico specifico. Anche le condizioni di irraggiamento tipiche (influenzate da vento, nubi, nebbia mattutina, ecc.) possono differire fortemente e modificare quindi di qualche punto percentuale la quota di autoconsumo.

L’autoconsumo in base ai profili di consumo

Per avere una panoramica di massima delle quote di autoconsumo conseguibili per attività commerciali di diversa natura conviene partire innanzitutto dai profili di consumo. Perché a quasi ogni attività commerciale è possibile attribuibile, almeno in linea di massima, un profilo di consumo standard definito dal BDEW (Associazione per l’energia e le risorse idriche in Germania), mentre la potenza dell’impianto e il fabbisogno energetico possono variare indipendentemente da tale profilo. Questi profili di consumo vengono inoltre utilizzati dalle aziende elettriche a scopi di pianificazione. Si differenzia inoltre tra giorni feriali, sabati e domeniche nonché tra le varie stagioni dell’anno (qui non raffigurati). Con questa ripartizione si cerca di raffigurare da un lato le oscillazioni di consumo stagionali, dall’altro i diversi profili di consumo settimanali. Se si assegnano questi profili di consumo alle utenze commerciali, per ciascuna è possibile indicare la percentuale di probabile autoconsumo (fig.2). Risulta così evidente che gli intervalli dei valori si sovrappongono ampiamente. Ciò dipende dal forte influsso, già menzionato, della rispettiva potenza dell’impianto e del fabbisogno energetico individuale.
Eppure risultano altrettanto evidenti gli effetti dei diversi profili di consumo. Esempio di un allevamento di bestiame da latte (profilo L1): qui il fabbisogno energetico è maggiore la mattina e la sera, per gli impianti di mungitura e l’immediata refrigerazione del latte appena munto. Poiché gli impianti solari in questi orari producono poca energia, le quote di autoconsumo conseguibili sono ridotte dal 20 al 70% rispetto a quelle di un’attività commerciale continuata (profilo G3). Tra queste attività figurano ad esempi un supermercato con vari banchi frigo, che necessitano di energia 24 ore su 24, 7 giorni su 7, anche il sabato e la domenica. A seconda del fabbisogno energetico e della potenza prodotta, per questo profilo sono realistiche quote di autoconsumo anche fino al 100%. Il profilo di consumo G4 raggruppa punti di vendita tipici come grandi magazzini o mobilifici. Qui “manca” il consumo di domenica, motivo per cui la quota massima possibile di autoconsumo si riduce al 90%.

Per le utenze commerciali è senz’altro possibile ottimizzare il profilo di consumo per aumentare la quota di autoconsumo, ma è spesso molto complicato. Di regola non vanno “toccati” i processi produttivi né modificate e le procedure aziendali” A prescindere da ciò, ulteriori soluzioni di stoccaggio energetico (per aria compressa, condizionamento dell’aria ecc.) costano decisamente di più rispetto ai vantaggi che offre un aumento della quota di autoconsumo. Eppure in singoli casi possono esserci soluzioni convenienti, ad esempio per la ventilazione di un complesso industriale: qui la gestione esistente dell’impianto di ventilazione potrebbe tenere conto dei rispettivi segnali di un impianto FV (nonché dei contatori di consumo elettrico).

Fig. 2: Quote di autoconsumo conseguibili da un’utenza commerciale in base ai profili di consumo standard.

Quote di autoconsumo per singole attività commerciali

per singole attività commerciali

 

Gli intervalli di valori, relativamente ampi, per i singoli profili di consumo servono naturalmente a poco per una stima di progettazione. Per determinare quote di autoconsumo più precise per un’attività commerciale è necessario considerare, oltre al profilo di consumo, anche la potenza FV nonché il fabbisogno energetico, perché il rapporto tra questi fattori è determinante per l’autoconsumo. Il risultato è rappresentato nelle immagini 3a e b: qui sono elencati ancora i sei profili di consumo osservati e integrati con un ulteriore diagramma ciascuno. In base alla potenza FV e al fabbisogno di elettricità annuale è possibile calcolare direttamente la quota di autoconsumo conseguibile. Due esempi: un’azienda di bestiame da latte (profilo L1) con un fabbisogno annuo di 50 000 kWh e un impianto FV con 30 kW di potenza di picco può contare su un autoconsumo pari a 55%. Per un’attività commerciale con attività produttiva durante il giorno (profilo G1), un fabbisogno pari a 1 000 000 kWh e un impianto FV da 200 kWp la quota conseguibile è invece pari all’85%.

Fig. 3a: Quote di autoconsumo conseguibili per diversi profili di consumo (orientamento a sud, ubicazione Kassel).

Le percentuali calcolate non devono tuttavia ingannare, poiché vi sono alcuni fattori di incertezza che potrebbero influire sul risultato. Così un profilo di consumo effettivo di un’attività commerciale non corrisponderà mai esattamente al profilo di consumo standard, la scelta di un profilo è pertanto sempre legata a una certa indeterminatezza. Importanti per l’autoconsumo sono inoltre i grossi carichi di breve durata: la potenza FV al momento disponibile viene leggermente superata tuttavia non sono riconoscibili in un profilo di consumo standard. Anche gli influssi summenzionati, ovvero l’orientamento e l’ubicazione dell’impianto possono modificare i risultati.

Fig. 3a: Quote di autoconsumo conseguibili per diversi profili di consumo (orientamento a sud, ubicazione Kassel).

Fabbisogno energetico e prezzo della corrente

Se l’autoconsumo di energia solare è più conveniente rispetto alla tradizionale immissione in rete, dipende esclusivamente dal prezzo di acquisto della corrente elettrica: se è superiore a 16,38 o a 12 centesimi netti, l’autoconsumo è interessante da un punto di vista finanziario, a seconda che la quota di autoconsumo annuale sia superiore o inferiore al 30%. Il prezzo della corrente elettrica si orienta tuttavia fortemente al consumo di energia: mentre i piccoli negozi e uffici pagano circa 20 centesimi, per le grandi utenze industriali sono normali anche prezzi inferiori ai 12 centesimi per kilowattora. Il vantaggio della quota di autoconsumo più elevata per le grandi utenze viene dunque ridotto da margini più ridotti nell’autoconsumo.
È tuttavia impossibile assegnare in modo univoco un’attività commerciale a un profilo di consumo, a una categoria di fabbisogno energetico e a un prezzo di corrente standard: esistono infatti supermercati piccoli e altri giganti, attività agricole di tutte le dimensioni e tariffe speciali personalizzate per l’acquisto di corrente. In particolare la quantità di energia acquistata è facilmente determinabile già al primo colloquio con un gestore di impianto potenziale: a tale scopo dovrebbe bastare un’occhiata alle ultime bollette dell’elettricità.

Conclusione

Dati le complesse correlazioni, il tema dell’autoconsumo pone alcune sfide ai progettisti di impianto. Tuttavia offre anche l’opportunità di fornire servizi di consulenza professionali e consolidati. Perché proprio a causa dei tantissimi contesti possibili, ai consumatori di energia commerciali si dischiude un’ampia varietà di scelta nell’ambito dell’autoconsumo.
Decisivo per l’autoconsumo è soprattutto il rapporto tra potenza dell’impianto e fabbisogno energetico, il rispettivo profilo di consumo è invece un fattore secondario. I risultati del calcolo di simulazione evidenziano inoltre che le utenze commerciali possono conseguire generalmente quote di autoconsumo più elevate rispetto alle utenze private. Così l’autoconsumo risulta interessante in moti casi, anche grazie al controllo di livello in vigore da luglio 2010. Perché non appena l’autoconsumo supera il 30%, per ogni kilowattora aggiuntiva di energia solare utilizzata è previsto un vantaggio finanziario fino a un massimo di otto centesimi, in base al prezzo di acquisto della corrente. Per le grandi utenze con condizioni di acquisto molto convenienti questo vantaggio si riduce rapidamente, d’altro canto però occorre fare i conti con una crescita costante dei prezzi dell’elettricità. In ogni caso il vantaggio determinato dall’autoconsumo potrebbe essere un motivo sufficiente per installare un impianto FV in un punto di alto consumo per alleggerire così la rete pubblica.

Retroscena: così si calcola l’autoconsumo dall’inizio del 2011

La riforma alla Legge tedesca sulle energie rinnovabili (EEG), decisa dal parlamento federale in data 8.7.2010, prevede che per ogni kilowattora di autoconsumo il gestore dell’impianto riceva una remunerazione di alcuni centesimi inferiore rispetto all’immissione in rete. L’importo della trattenuta dipende dalla quota di autoconsumo dell’energia solare: per una quota di autoconsumo annuale del 30%, è pari a circa 16,38 centesimi, mentre per ogni ulteriore kilowattora di autoconsumo vengono trattenuti 12 centesimi. Poiché, per contro, il gestore risparmia il costoso prelievo di corrente dalla rete, vi è un incentivo finanziario all’autoconsumo. Per le utenze elettriche commerciali autorizzate alla detrazione, corrisponde alla tariffa netta del relativo kilowattora decurtata di una diminuzione di 12 o 16,38 centesimi sulla remunerazione.

Esempio:
l’autoconsumo medio annuale di una piccola attività commerciale è pari al 70% dell’energia solare prodotta. Il prezzo che paga per il prelievo di corrente è di 20 centesimi (netti) a kilowattora, che non vengono corrisposti per ogni kilowattora di autoconsumo. Al contempo, secondo la Legge tedesca sulle energie rinnovabili (EEG), la remunerazione si riduce di 16,38 centesimi per il 30% dei kilowattora prodotti e di 12 centesimi per un altro 40%. L’incentivo per far aumentare ancora l’autoconsumo è quindi di 8 centesimi a kWh (20 cent. -12 cent.). Il vantaggio medio di tutti i kilowattora di autoconsumo è invece pari a 6,12 centesimi.

Conteggio:

6,12 cent. = 20 cent. – (30/70 · 16,38 cent. + 40/70 · 12 cent.)

Per valutare la fattibilità economica è possibile calcolare nel modo seguente la remunerazione media di tutti i kilowattora prodotti (quindi anche di quelli non consumati direttamente):

remunerazione immissione in rete secondo la Legge tedesca sulle energie rinnovabili (EEG)
+ quota di autoconsumo fino al 30% · (prezzo per prelievo di corrente – 16,38 cent.)
+ quota di autoconsumo oltre il 30% · (prezzo per prelievo di corrente – 12 cent.)


Calcolo con valori numerici concreti:

27,33 cent. (remunerazione immissione in rete per impianti >30 fino a 100 kWp dal gennaio 2011)
+ 30/100 · (20 cent. – 16,38 cent.) = 1,09 cent. (30% autoconsumo con bonus minore)
+ 40/100 · (20 cent. – 12 cent.) = 3,2 cent. (40% autoconsumo con bonus maggiore)
= 31,62 cent.

Nota

Per leggere un articolo tecnico precedente sull’autoconsumo privato, fai clic qui.

Sommario

  1. Che cos’è l’autoconsumo di energia solare?
  2. Quali fattori determinano la quota di autoconsumo commerciale?
  3. L’autoconsumo in base ai profili di consumo
  4. Quote di autoconsumo per singole attività commerciali
  5. Fabbisogno energetico e prezzo della corrente
  6. Conclusione
  7. Retroscena: così si calcola l’autoconsumo dall’inizio del 2011
  8. Nota

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