Analisi economica del sistema T/PV Pro: costi di capitale, ricavi operativi e rendimento dell'investimento a lungo termine.

Introduzione: Proposta di valore economico della tecnologia a doppia uscita

La redditività economica dei sistemi ibridi fotovoltaici-termici (PVT) si basa su una proposizione economica fondamentale, distinta dalle alternative a singola uscita: generare due prodotti energetici distinti (elettricità ed energia termica) dalla stessa area di apertura consente un maggiore valore energetico totale per unità di superficie del collettore installato. Questo approccio a doppio prodotto giustifica teoricamente costi di capitale più elevati rispetto ai sistemi dedicati a singola uscita, a condizione che il costo incrementale non superi il beneficio incrementale in termini di ricavi. La quantificazione di questa relazione richiede un'analisi economica rigorosa che comprenda i costi del sistema installato, le caratteristiche prestazionali dei componenti, le strutture tariffarie delle utenze e i tassi di sconto a lungo termine appropriati per la valutazione del capitale investito.

Rispetto alle alternative convenzionali (elettricità di rete integrata da riscaldamento tramite caldaia a gas), un sistema T/PV Pro comporta in genere una spesa in conto capitale significativamente maggiore, compensata da un ridotto consumo energetico operativo. Un sistema residenziale di acqua calda sanitaria dimensionato per una compensazione del carico termico del 40-50% potrebbe richiedere un investimento di installazione compreso tra 15.000 e 20.000 dollari (circa 25-35 dollari per watt di potenza termica), superando di gran lunga i costi dei sistemi convenzionali di scaldabagno a gas, che si attestano tra 1.200 e 1.500 dollari. Questo sovrapprezzo deve essere recuperato attraverso risparmi energetici annuali e programmi di incentivi governativi (sconti, crediti d'imposta, crediti per energie rinnovabili) in un periodo di ammortamento che in genere varia dai 7 ai 12 anni in climi favorevoli e con incentivi di supporto.

Analisi dei costi di capitale: ripartizione dei componenti del sistema

Il costo di installazione di un sistema T/PV Pro comprende più componenti distinti, ognuno dei quali contribuisce al costo totale di installazione e ciascuno è negoziabile tramite un appalto competitivo.

Analisi dei ricavi operativi: uscite termiche ed elettriche

Il fatturato annuo generato da un sistema T/PV Pro deriva da due meccanismi distinti: costi energetici termici evitati e costi energetici elettrici evitati.

Un sistema termico da 5 kilowatt installato in una località con un irraggiamento solare medio annuo di 1350 kWh/m²·a e un'efficienza termica media del sistema del 50% dovrebbe produrre circa 5-5,5 MWh all'anno. Evitando 5,5 MWh di calore utile si compensano circa 6,5 ​​MWh di consumo di gas naturale in una caldaia con un'efficienza dell'85%. Ai prezzi tipici del gas naturale europeo per l'utente finale, compresi tra 40 e 90 dollari per megawattora, questo risparmio genera circa 260-585 dollari all'anno.

Lo stesso sistema genera circa 3,5-4 MWh di energia elettrica all'anno. Alle tariffe elettriche residenziali di 0,12-0,20 dollari per kilowattora, il rendimento annuo è compreso tra 420 e 800 dollari; l'esportazione con contatore netto può generare un rendimento annuo compreso tra 245 e 480 dollari.

Valore combinato dei costi evitati: da 680 a 1.385 dollari all'anno, con l'elettricità che contribuisce per il 60-75 percento al totale.

Ritorno sull'investimento

Il tempo di ammortamento semplice è di circa 16,9 anni senza incentivi e da 11,4 a 13,3 anni con incentivi applicati. Un'analisi del VAN a 25 anni con un tasso di sconto del 3% produce un valore attuale netto positivo nella maggior parte degli scenari di prezzi elevati dell'elettricità.

Conclusione

Gli aspetti economici del sistema T/PV Pro dipendono dal contesto e sono più efficaci laddove si verificano prezzi elevati dell'elettricità, domanda termica concomitante e proprietà a lungo termine. L'architettura a doppia uscita offre un vantaggio strutturale laddove queste condizioni siano soddisfatte.