Fotovoltaico: La guida completa
L'espansione del fotovoltaico sta raggiungendo nuovi record. Solo nel 2025 sono stati installati in Germania oltre 15 gigawatt di nuova capacità FV – più che mai. I prezzi dei moduli solari sono scesi di oltre il 50% dal 2020, mentre i prezzi dell'elettricità rimangono a livelli elevati. Questa combinazione rende il fotovoltaico più attraente che mai.
Allo stesso tempo, cresce l'interesse per le combinazioni intelligenti: pompe di calore, accumulo a batteria e mobilità elettrica possono essere tutti collegati a un impianto FV. In particolare, la combinazione con le pompe di calore aria-aria offre un modo rapido ed economico per supportare i sistemi di riscaldamento esistenti.
Questa guida spiega i fondamenti del fotovoltaico, illustra i componenti principali, tratta economia e incentivi, e mostra come combinare in modo ottimale il FV con le pompe di calore.
Come funziona il fotovoltaico?
Il fotovoltaico converte direttamente la luce solare in energia elettrica. Il nome combina il greco "photos" (luce) con "Volta" (dal fisico Alessandro Volta, inventore della batteria).
L'effetto fotovoltaico
In una cella solare, particelle di luce (fotoni) colpiscono un materiale semiconduttore, solitamente silicio. Questo libera gli elettroni dai loro legami, permettendo loro di fluire come corrente elettrica. Questo processo si chiama effetto fotovoltaico.
Il processo si svolge in tre fasi semplificate:
- Assorbimento della luce: I fotoni entrano nella cella solare
- Separazione delle cariche: Gli elettroni vengono liberati e separati dalle lacune
- Flusso di corrente: Gli elettroni fluiscono attraverso un circuito esterno
Una singola cella di silicio produce circa 0,5-0,7 volt. Per ottenere tensioni utilizzabili, molte celle vengono collegate in serie per formare moduli.
Una spiegazione dettagliata della fisica si trova nell'articolo Dal fotone al volt: come funziona una cella solare?.
Componenti di un impianto FV
Un impianto fotovoltaico connesso alla rete è costituito da diversi componenti principali che devono lavorare insieme.
Moduli solari
Il modulo solare è il cuore dell'impianto. I moduli attuali sono prevalentemente basati sul silicio cristallino e raggiungono efficienze del 20-23%. I moduli premium con tecnologia TOPCon o eterogiunzione superano il 22%.
Confronto dei tipi di moduli più comuni:
| Tipo di modulo | Efficienza | Prezzo | Caratteristiche |
|---|---|---|---|
| Monocristallino PERC | 19–21% | Medio | Standard, buon rapporto qualità-prezzo |
| Monocristallino TOPCon | 21–23% | Più alto | Maggiore efficienza, migliore prestazione in bassa luminosità |
| Policristallino | 16–18% | Basso | Modello in disuso, raramente installato |
| Film sottile | 10–13% | Basso | Flessibile, per applicazioni speciali |
Un modulo standard oggi ha una potenza di 400-450 watt con dimensioni di circa 1,7 × 1,1 metri.
Inverter
L'inverter converte la corrente continua (DC) dei moduli in corrente alternata (AC) conforme alla rete. Senza di esso, l'elettricità solare non sarebbe utilizzabile in casa.
Esistono tre tipologie di inverter:
Gli inverter di stringa sono il tipo più comune. Più moduli sono collegati in serie (stringa) e connessi a un inverter centrale. Vantaggio: economico ed efficiente. Svantaggio: l'ombreggiamento parziale riduce la resa dell'intera stringa.
I micro-inverter si trovano direttamente sotto ogni modulo. Ogni modulo funziona indipendentemente; l'ombreggiamento di un modulo non influenza gli altri. Vantaggio: resa ottimale per tetti complessi. Svantaggio: costi più elevati.
Gli inverter ibridi combinano la funzione di inverter con un regolatore di carica della batteria. Consentono l'integrazione diretta di un sistema di accumulo a batteria senza componenti aggiuntivi.
I dettagli sui vari concetti di inverter sono spiegati nell'articolo AC/DC nel FV: inverter e conversione di potenza.
Sistema di montaggio
Il sistema di montaggio fissa saldamente i moduli al tetto. Per i tetti inclinati, vengono ancorati ganci sotto le tegole, sui quali vengono montati i binari per i moduli. I tetti piani ricevono sistemi rialzati con angoli di inclinazione di 10-15 gradi.
Accumulo a batteria (opzionale)
Un sistema di accumulo a batteria aumenta l'autoconsumo dell'elettricità solare. Senza accumulo, l'autoconsumo è tipicamente del 25-35%; con l'accumulo sale al 50-70%. I sistemi di accumulo attuali sono quasi esclusivamente basati sulla tecnologia litio-ferro-fosfato (LFP) e offrono capacità da 5 a 15 kWh per le case unifamiliari.
Maggiori informazioni sull'accumulo nell'articolo Accumulo a batteria: energia per dopo.
Dimensionamento: la giusta dimensione dell'impianto
La dimensione ottimale dell'impianto dipende da diversi fattori: consumo di elettricità, superficie del tetto disponibile e budget. Un impianto troppo piccolo non sfrutta il potenziale; uno troppo grande richiede più tempo per ripagarsi.
Il consumo di elettricità come punto di partenza
Il consumo annuale di elettricità è la base di pianificazione più importante. Una famiglia media di 4 persone consuma 4.000-5.000 kWh all'anno. Le famiglie con auto elettrica o pompa di calore sono significativamente più alte.
Questi valori indicativi servono come orientamento:
| Dimensione famiglia | Consumo elettrico | Dimensione FV consigliata |
|---|---|---|
| 1–2 persone | 2.000–3.000 kWh/a | 4–6 kWp |
| 3–4 persone | 3.500–5.000 kWh/a | 6–10 kWp |
| 5+ persone | 5.000–7.000 kWh/a | 8–12 kWp |
| Con auto elettrica | +2.000–4.000 kWh/a | +2–4 kWp |
| Con pompa di calore | +3.000–5.000 kWh/a | +3–5 kWp |
Superficie del tetto e orientamento
Sono necessari circa 5-6 m² di superficie del tetto per kWp di potenza dell'impianto. Un tetto con 40 m² di superficie utilizzabile offre spazio per un impianto da 7-8 kWp.
L'orientamento influenza significativamente la resa annuale:
| Orientamento | Inclinazione | Resa (relativa) |
|---|---|---|
| Sud | 30–35° | 100% |
| Sud-est/Sud-ovest | 30–35° | 95% |
| Est/Ovest | 30–35° | 85% |
| Tetto piano rialzato | 10–15° | 90% |
Gli orientamenti est-ovest non sono necessariamente peggiori: generano elettricità in modo più uniforme durante il giorno, il che può aumentare l'autoconsumo.
Regola empirica per la dimensione dell'impianto
Una regola collaudata: 1 kWp per 1.000 kWh di consumo annuale, ma almeno tanto grande quanto la superficie del tetto consente. In Germania, 1 kWp produce circa 900-1.100 kWh all'anno, a seconda della posizione e dell'orientamento.
Economia e costi
Un impianto FV è un investimento che deve ripagarsi nel corso della sua vita utile. L'economia dipende dai costi di investimento, dalla resa elettrica e dall'andamento dei prezzi dell'elettricità.
Costi di investimento 2026
I prezzi per gli impianti FV chiavi in mano hanno continuato a scendere nel 2025. Per un tipico impianto su tetto senza accumulo, i costi sono:
| Dimensione impianto | Costo (senza accumulo) | Costo per kWp |
|---|---|---|
| 5 kWp | 7.000–9.000 € | 1.400–1.800 €/kWp |
| 10 kWp | 12.000–16.000 € | 1.200–1.600 €/kWp |
| 15 kWp | 16.000–22.000 € | 1.100–1.500 €/kWp |
L'accumulo a batteria aggiunge 500-800 € per kWh di capacità. Un accumulo da 10 kWh costa 5.000-8.000 €.
Costi di esercizio
I costi di esercizio di un impianto FV sono bassi:
- Manutenzione: 100–200 €/anno (pulizia, ispezione visiva)
- Assicurazione: 50–100 €/anno
- Canone contatore: 20–40 €/anno
- Riserve per sostituzione inverter: ~50 €/anno
In totale circa 200-400 € all'anno; per un impianto da 10 kWp, questo rappresenta 2-4 centesimi per kWh generato.
Tariffa di immissione e autoconsumo
L'autoconsumo è economicamente più attraente dell'immissione in rete. Con un prezzo dell'elettricità domestica di 35 centesimi/kWh e una tariffa di immissione di 8 centesimi/kWh, ogni kilowattora autoconsumato risparmia 27 centesimi in più rispetto a uno immesso in rete.
Esempio di calcolo per un impianto da 10 kWp con 10.000 kWh di resa annuale:
| Scenario | Autoconsumo | Immissione | Risparmio/Ricavi |
|---|---|---|---|
| Senza accumulo (30%) | 3.000 kWh | 7.000 kWh | 1.050 € + 560 € = 1.610 €/a |
| Con accumulo (60%) | 6.000 kWh | 4.000 kWh | 2.100 € + 320 € = 2.420 €/a |
Tempo di ritorno dell'investimento
Il tempo di ritorno indica quando l'impianto ha recuperato i costi di investimento.
Esempio di calcolo (10 kWp senza accumulo):
- Investimento: 14.000 €
- Beneficio annuale: 1.610 €
- Ritorno: 14.000 € ÷ 1.610 €/a = 8,7 anni
Dopo il ritorno dell'investimento, l'impianto genera profitto netto per il resto della sua vita utile (altri 15-20 anni).
Incentivi
I sussidi diretti per gli impianti FV sono stati in gran parte eliminati. Tuttavia, esistono vantaggi indiretti:
- IVA 0% sugli impianti FV fino a 30 kWp (dal 2023)
- Prestiti KfW per accumulo e mobilità elettrica (Programma 270)
- Programmi di incentivi regionali (Länder, comuni)
- Semplificazione fiscale per piccoli impianti
La squadra vincente: FV + pompa di calore
La combinazione di fotovoltaico e pompa di calore è considerata la strada maestra per il riscaldamento a impatto climatico zero. Le due tecnologie si completano a vicenda in modo eccellente: l'impianto FV fornisce l'elettricità di cui la pompa di calore ha bisogno per funzionare.
Sfruttare le sinergie
Una pompa di calore aumenta significativamente l'autoconsumo dell'impianto FV. Mentre una famiglia normale consuma direttamente solo il 25-35% dell'elettricità solare, una pompa di calore può aumentare questa percentuale al 40-50%. Con un controllo intelligente (SG Ready), la pompa di calore può funzionare preferibilmente quando l'elettricità solare è disponibile.
Dimensionamento per la combinazione
Quando si pianifica un impianto FV con pompa di calore, si dovrebbe considerare la domanda elettrica aggiuntiva della pompa di calore:
| Potenza pompa di calore | Domanda elettrica (COP 4) | FV aggiuntivo |
|---|---|---|
| 6 kW | ~2.500 kWh/a | +2,5 kWp |
| 8 kW | ~3.500 kWh/a | +3,5 kWp |
| 10 kW | ~4.500 kWh/a | +4,5 kWp |
Un trattamento dettagliato dei vari tipi di pompe di calore e della loro combinazione con il FV è offerto dalla Guida alle pompe di calore.
Pompe di calore aria-aria: l'aggiunta FV rapida
Oltre alle classiche pompe di calore aria-acqua, le pompe di calore aria-aria stanno guadagnando importanza – meglio conosciute come condizionatori split. Offrono un modo particolarmente attraente per supportare i sistemi di riscaldamento esistenti e aumentare l'autoconsumo dell'elettricità solare.
Cosa rende speciali le pompe di calore aria-aria?
Le pompe di calore aria-aria riscaldano direttamente l'aria ambiente, senza passare attraverso un circuito d'acqua. Questo le rende il sistema complementare ideale per le famiglie con riscaldamento esistente:
| Aspetto | PdC aria-aria | PdC aria-acqua |
|---|---|---|
| Installazione | 1–2 giorni | 3–5 giorni |
| Investimento (tipico) | 2.500–5.000 € | 12.000–20.000 € |
| Intervento sul sistema di riscaldamento | Nessuno | Conversione completa |
| Riscaldamento e raffrescamento | Sì | Solo con attrezzatura aggiuntiva |
| Preparazione acqua calda | No | Sì |
| Ruolo ideale | Complemento | Riscaldamento principale |
Scenari di applicazione
Vecchio edificio con alta temperatura di mandata: Negli edifici i cui radiatori richiedono 60-70°C di mandata, una pompa di calore aria-acqua funziona in modo inefficiente. Una PdC aria-aria può qui alleggerire le stanze in modo mirato: assume parte del carico di riscaldamento mentre la caldaia a gas fornisce il calore di base e l'acqua calda.
Mansarda con problema di surriscaldamento: In estate, le mansarde diventano spesso insopportabilmente calde. Un condizionatore split risolve questo problema e riscalda efficientemente la stessa stanza in inverno. L'elettricità solare dal tetto alimenta il raffrescamento praticamente a costo zero.
Home office e studio: Le stanze utilizzate solo part-time possono essere portate rapidamente a temperatura con una PdC aria-aria – più velocemente di qualsiasi sistema di riscaldamento ad acqua.
Funzionamento bivalente: due sistemi, un obiettivo
Nel funzionamento bivalente, la pompa di calore aria-aria e il riscaldamento esistente lavorano insieme. La distribuzione può avvenire in vari modi:
Bivalente-parallelo: Entrambi i sistemi funzionano simultaneamente. La PdC aria-aria alleggerisce continuamente il riscaldamento principale, specialmente a temperature moderate quando la sua efficienza è massima.
Bivalente-alternativo: Sopra una certa temperatura esterna (punto di bivalenza, es. 5°C) funziona solo la PdC aria-aria; sotto, subentra il riscaldamento esistente.
Controllato dal sole: La PdC aria-aria funziona preferibilmente quando l'elettricità solare è disponibile. Di notte o quando è nuvoloso, interviene il riscaldamento convenzionale.
Esempio economico
Situazione iniziale: Casa unifamiliare, 120 m², riscaldamento a gas con mandata a 65°C, consumo annuale 18.000 kWh di gas (2.160 €/a a 0,12 €/kWh). La mansarda si surriscalda in estate.
Intervento: Installazione di un condizionatore split da 3,5 kW di potenza di riscaldamento nel soggiorno/sala da pranzo ed espansione dell'impianto FV di 3 kWp.
Risultato dopo un anno:
- La PdC aria-aria assume il 30% del carico di riscaldamento
- Il consumo di gas scende a 12.600 kWh/a (−5.400 kWh)
- Risparmio sui costi del gas: 648 €/a
- Consumo elettrico aria-aria: 1.500 kWh (SCOP 3,5)
- Di cui da FV: 900 kWh (gratuito)
- Elettricità dalla rete residua: 600 kWh × 0,35 € = 210 €/a
- Raffrescamento in estate: Principalmente da surplus FV
- Risparmio annuale: 648 € − 210 € = 438 €
- Guadagno di comfort aggiuntivo: raffrescamento in estate
Con costi di investimento di 4.500 € per l'unità split e 3.500 € per l'espansione FV, questo comporta un tempo di ritorno di circa 18 anni. Se si considera il guadagno di comfort dal raffrescamento – i condizionatori portatili comparabili consumano tre volte più elettricità – il bilancio migliora significativamente.
Dimensionamento: dimensione FV per il funzionamento aria-aria
Per la domanda elettrica aggiuntiva di una pompa di calore aria-aria, si raccomanda la seguente espansione FV:
| Potenza aria-aria | Domanda elettrica (SCOP 3,5) | Espansione FV |
|---|---|---|
| 2,5 kW (mono-split) | ~700 kWh/a | +1–2 kWp |
| 3,5 kW (mono-split) | ~1.000 kWh/a | +2–3 kWp |
| 5,0 kW (multi-split) | ~1.500 kWh/a | +3–4 kWp |
L'espansione FV dovrebbe essere dimensionata più generosamente se anche la funzione di raffrescamento sarà utilizzata intensivamente in estate. La buona notizia: in estate, quando la domanda di raffrescamento è massima, l'impianto FV produce più elettricità.
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Vantaggi e svantaggi del fotovoltaico
Il fotovoltaico offre numerosi vantaggi ma ha anche dei limiti. Una valutazione realistica aiuta nella decisione.
I vantaggi sono evidenti: l'elettricità solare è praticamente gratuita dopo l'installazione e rende più indipendenti dall'aumento dei prezzi dell'elettricità. La tecnologia è matura, richiede poca manutenzione e ha una durata di 25-30 anni. Le normative governative come l'esenzione IVA e le tariffe di immissione garantite offrono sicurezza di pianificazione. Inoltre, un impianto FV migliora significativamente il bilancio CO₂ della famiglia.
Alcuni svantaggi compensano i vantaggi: la produzione di elettricità fluttua con l'ora del giorno e il tempo. Senza accumulo, la produzione si interrompe proprio quando il consumo serale è massimo. I costi di investimento sono considerevoli, anche se si ripagano a lungo termine. Inoltre, non tutti i tetti sono adatti – ombreggiamento, orientamento e capacità portante pongono limiti.
Domande frequenti
Il fotovoltaico conviene ancora nel 2026?
Sì, le condizioni sono favorevoli. I prezzi dei moduli sono storicamente bassi mentre i prezzi dell'elettricità rimangono alti. L'esenzione IVA rende gli impianti ancora più attraenti. Con un ritorno di 8-12 anni e una durata dell'impianto di 25-30 anni, rimane un significativo vantaggio economico.
Quanto grande dovrebbe essere il mio impianto FV?
Come regola empirica: 1 kWp per 1.000 kWh di consumo elettrico annuale. Se lo spazio sul tetto lo consente, di più va bene – i costi marginali per kWp aggiuntivo diminuiscono con la dimensione dell'impianto. Se stai pianificando di acquistare una pompa di calore o un'auto elettrica, l'impianto dovrebbe essere dimensionato più grande fin dall'inizio.
Ho bisogno di un sistema di accumulo a batteria?
L'accumulo aumenta l'autoconsumo dal tipico 30% al 50-70% e fornisce maggiore indipendenza dalla rete elettrica. Economicamente, tuttavia, si ripaga più lentamente dell'impianto FV stesso. L'accumulo ha senso principalmente quando la famiglia consuma molta elettricità la sera o quando si desidera una capacità di backup.
Posso combinare il FV con il mio vecchio sistema di riscaldamento?
Un impianto FV può essere combinato con qualsiasi sistema di riscaldamento. Particolarmente sensata è l'aggiunta di una pompa di calore aria-aria (condizionatore split). Utilizza l'elettricità solare per il riscaldamento e il raffrescamento senza richiedere la sostituzione del riscaldamento esistente. In estate, il surplus FV può essere utilizzato direttamente per il raffrescamento.
Conclusione
Punto chiave: Il fotovoltaico è diventato la forma più economica di produzione di elettricità per le famiglie private. Con costi di investimento di 1.200-1.600 euro per kWp e prezzi dell'elettricità in aumento, un impianto si ripaga in 8-12 anni. La combinazione con le pompe di calore aumenta l'autoconsumo e la redditività. Le pompe di calore aria-aria sono particolarmente interessanti come complemento rapido ed economico ai sistemi di riscaldamento esistenti – utilizzano l'elettricità solare per il riscaldamento in inverno e il raffrescamento in estate.
La decisione per un impianto FV deve essere ben preparata. Una pianificazione professionale considera le condizioni del tetto, il profilo di consumo e gli sviluppi futuri come la mobilità elettrica o l'impiego di pompe di calore. Con i componenti giusti e un dimensionamento appropriato, il fotovoltaico diventa il fondamento di un approvvigionamento energetico sostenibile.
Serie di articoli Fotovoltaico
- Fotovoltaico: La guida completa – Sei qui
- Dal fotone al volt: come funziona una cella solare? – Comprendere le basi
- Struttura di un impianto FV – Dal modulo al sistema
- AC/DC nel FV: inverter e conversione di potenza – Da DC a AC
- Elettronica di potenza: inverter e convertitori DC-DC – Dettagli tecnici
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- AC o DC? Topologie di sistema per impianti solari – Architetture di sistema
Per approfondire
Pompe di calore: Pompa di calore: la guida completa · Tipi di pompe di calore e FV · Indicatori chiave: COP, COP stagionale, SCOP
Accumulo a batteria: Basi della tecnologia delle batterie · Litio vs piombo · Analisi del mercato dell'accumulo
Impianti da balcone: Impianti da balcone: introduzione · Installazione e montaggio
Fonti
- Fraunhofer ISE: Fatti attuali sul fotovoltaico in Germania
- Agenzia federale delle reti: tariffe di remunerazione EEG
- BSW Solar: Associazione tedesca dell'industria solare
- BAFA: Ufficio federale per l'economia e il controllo delle esportazioni – Incentivi
- KfW: Energie rinnovabili – Standard (Programma 270)
- VDI 4650: Calcolo del coefficiente di prestazione annuale degli impianti a pompa di calore
- DIN EN 14825: Condizionatori d'aria e pompe di calore – Prove e valutazione delle prestazioni
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