Impianti fotovoltaici: qual è la taglia ideale?

Il corretto dimensionamento di un impianto fotovoltaico industriale

Qual è la taglia ideale negli impianti fotovoltaici? La risposta corretta è “dipende”, in quanto ogni azienda ha le proprie peculiarità ed esigenze che influenzano fortemente il dimensionamento di un impianto. Come vedremo in seguito, il prezzo dell'energia gioca un ruolo fondamentale nella scelta.

A mitigare le conseguenze di un dimensionamento non ottimale di un impianto fotovoltaico industriale in autoconsumo ha contribuito, negli ultimi anni, la riduzione del tempo di rientro dell’investimento che si è ridotto fortemente come conseguenza dell’aumento del costo di acquisto dell’energia elettrica e della riduzione dei costi dei materiali.

La nostra esperienza ci ha portato a definire un modello di calcolo che, in funzione di alcuni parametri e variabili, e delle esigenze di ciascun cliente, consente l’individuazione della taglia ideale degli impianti fotovoltaici industriali.

L'individuazione degli obiettivi

Gli obiettivi nella realizzazione di un impianto fotovoltaico infatti possono essere due: (i) l’ottimizzazione del tempo di rientro e la massimizzazione del tasso interno di rendimento IRR oppure (ii) la massimizzazione del valore attuale netto VAN. Come si vedrà in seguito tali obiettivi sono, di norma, mutuamente esclusivi.

Il conseguimento del primo obiettivo implica di massimizzare l’autoconsumo dell’energia [kWh] prodotta, riducendo al minimo l’immissione di energia in rete. L'immissione, infatti, avviene di norma ad un prezzo inferiore al costo sostenuto dall’azienda per approvvigionarsi.

Il conseguimento del secondo obiettivo porta invece ad aumentare, limitatamente alla superficie utilizzabile ed al budget disponibile, la taglia dell’impianto, a prescindere dalla sua redditività.

In entrambi i casi è rilevantissimo l'impatto delle ottimizzazioni di carattere tecnico e costruttivo. Tra queste, ad esempio, la scelta di moduli e inverter, la definizione delle stringhe, la scelta dell’angolo di inclinazione e dell’orientamento del campo solare. Tali specifiche consentono infatti di ottenere dal proprio investimento la maggiore produttività [kWh/kWp] possibile.

Le variabili

Il nostro lavoro di ricerca è stato volto ad individuare le variabili che influenzano maggiormente la redditività dell’investimento, e definire la curva del payback espresso in funzione della taglia dell’impianto fotovoltaico. L’approfondimento ha evidenziato come al variare della taglia subentrino alcuni elementi di effetto opposto.

Da un lato, il costo di realizzazione [€/kWp] beneficia di economie di scala all’aumentare della taglia a partire da 150 kWp circa. Al di sotto di tale livello infatti normalmente gli impianti vengono connessi attraverso punti di consegna in bassa tensione con significativi risparmi.

Dall’altro, all’aumentare della taglia diminuisce l’autoconsumo ed aumenta l’energia in eccesso che viene immessa in rete, ad un prezzo inferiore al costo stesso dell’energia acquistata dalla rete da parte del cliente.

La curva del payback

Nel grafico che segue riportiamo la curva del payback, in funzione della taglia dell’impianto fotovoltaico (variabile), per un’utenza con fabbisogno pari a 315 MWh/anno, un costo dell’energia da rete pari a 200 €/MWh e un prezzo di immissione in rete dell’energia in eccesso pari a 120 €/MWh (parametri). Quest’ultimo valore è grossomodo pari alla media del prezzo Unico Nazionale PUN negli ultimi mesi, e dunque al prezzo di ritiro dell’energia da parte del GSE nell’ambito di una convenzione di Ritiro Dedicato RID.

Come si può notare, otteniamo i migliori valori di payback alle estremità della curva, dove si dispiegano con maggiore intensità gli effetti dell’elevato autoconsumo e delle economie di scala.

Occorre tuttavia osservare come nel caso di prezzi di immissione in rete più bassi, e vicini alle medie storiche degli ultimi anni (50-70 €/MWh), il profilo della curva apparirebbe più “piatto”. In altre parole un sovradimensionamento dell’impianto penalizzerebbe enormemente l'autoconsumo e quindi peggiorerebbe il payback.

Occorre osservare che più che il valore assoluto del prezzo di immissione dell'energia in rete, è rilevante il rapporto fra il costo di energia ritirata ed energia immessa. Tale rapporto fra i due valori appare infatti più elevato per valori bassi a causa dell’impatto degli oneri di sistema e degli oneri di trasporto, incomprimibili per loro natura.

Conclusioni

Iniziamo con le buone notizie: la curva del payback è poco sensibile alle variazioni di taglia, nell’esempio di studio l’intera curva è racchiusa fra le linee dei 5 e dei 7 anni. Questo dovrebbe confortare i clienti più indecisi, spostando il focus dalla “taglia ideale” al “budget e superficie a disposizione”.

Rimane invece estremamente difficile prevedere la “curvatura” della funzione nel tempo, fortemente correlata al prezzo di immissione in rete dell’energia in rete. I modelli di previsione del PUN su orizzonti pluriennali si sono finora dimostrati poco affidabili anche a causa di eventi imprevedibili (ed Covid-19, conflitto in Ucraina).

In conclusione per rispondere alla domanda di apertura, ovvero quale sia la taglia ideale negli impianti fotovoltaici, consigliamo un leggero sovradimensionamento nel caso in cui si disponga di budget elevati e ci si voglia tutelare, in futuro, da prezzi più elevati dell’energia. Per contro nel caso di budget più ristretti si consiglia un leggero sottodimensionamento al fine di sfruttare al meglio l’autoconsumo e minimizzare il rischio di future immissioni in rete a prezzi bassi.

Chi siamo

Ceresa Next è una società di servizi con sede a Torino, leader nel fotovoltaico industriale e operativa prevalentemente in Piemonte e Nord-Ovest d'Italia. Gli impianti fotovoltaici industriali sono realizzati da Ceresa Next attraverso contratti EPC, Engineering Procurement & Construction, e possono essere accompagnati da soluzioni finanziarie quali noleggio operativo oppure PPA, Power Purchase Agreement.