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Nell'ultimo decennio l'energia solare è cresciuta enormemente, sia come industria che come categoria tecnologica. Alla fine del 2024, le installazioni solari globali "raggiungeranno la cifra record di 2 terawatt (TW) di capacità, con una quantità di impianti aggiunti negli ultimi due anni superiore a quella dei 68 precedenti messi insieme".(Reuters)
Il ritmo e la portata di questa crescita esponenziale sono illustrati nella Figura 1, che mostra un aumento di oltre 10 volte della capacità solare installata negli ultimi 10 anni.(Nat Bullard 2024)
Con la rapida crescita e l'aumento dei livelli di penetrazione del solare nelle reti, sono emerse nuove tecnologie e nuove esigenze.
Tra i numerosi cambiamenti del settore, tre sono le tendenze principali che influenzano lo stack tecnologico preferito per il solare residenziale. Si tratta di:
Queste tendenze stanno cambiando il panorama dell'energia solare, mettendo a nudo le inefficienze dei sistemi basati su microinverter, che stanno diventando sempre più costosi rispetto ai sistemi costruiti con architettura a corrente continua.
Ogni tendenza aggrava le inefficienze dei sistemi basati su microinverter.
I moduli solari sono sempre più potenti. La Figura 2 mostra la potenza media di un modulo residenziale installato negli Stati Uniti. Nel 2015, il modulo medio era di 267W. Nel 2024, la media raggiungerà i 400 W, con un aumento di quasi il 50%(Lawrence Berkeley Lab, 2024).
Anche la marcia verso moduli di potenza maggiore non mostra segni di rallentamento. Nel suo rapporto sul mercato 2024 di ottobre, EnergySage, la principale piattaforma di preventivi solari residenziali negli Stati Uniti, ha osservato che "... i moduli solari di potenza superiore continuano a salire di popolarità". Nella prima metà del 2024, "il 97% di tutti i preventivi comprendeva moduli solari da 400 watt o più".
Come ulteriore dato, i moduli solari elencati nei nuovi sistemi residenziali sulla piattaforma di monitoraggio Tigo superano regolarmente i 450W.
La sfida? La maggior parte dei microinverter disponibili per i sistemi residenziali ha una potenza nominale di 300-350 W e quelli con capacità superiori richiedono un notevole sovrapprezzo. Tutta l'energia che il modulo potrebbe generare al di sopra della capacità del microinverter viene sprecata attraverso il "clipping". Con il passare del tempo, queste perdite si sommano, soprattutto quando le potenze dei moduli continuano ad aumentare.
Gli impatti del clipping sono descritti in dettaglio nel Capitolo 3 (Clipping Tax: lasciare energia sul tavolo).
Le batterie sono diventate componenti mainstream del mercato solare residenziale. Sia per l'energia di backup che per massimizzare i risparmi con le tariffe a tempo, i tassi di attacco delle batterie sono in aumento.
I dati di EnergySage dell'ottobre 2024 indicano un tasso di attacco delle batterie del 40% per i preventivi solari residenziali nella prima metà del 2024, rispetto al 10% dell'anno precedente negli Stati Uniti (vedi Figura 3).
Con le batterie accoppiate in corrente alternata, necessarie per i microinverter, l'elettricità subisce tre conversioni: DC → AC → DC → AC
Nell'architettura DC, subisce una sola conversione: DC → AC
In ogni fase di conversione, l'energia viene sprecata.
In conclusione, l'architettura CA è meno efficiente di quella CC per le applicazioni di accumulo di energia: L'architettura in corrente alternata è meno efficiente di quella in corrente continua per le applicazioni di accumulo di energia. E queste perdite incrementali di conversione hanno un impatto finanziario tangibile nel tempo. L'impatto dell'efficienza di conversione dell'accumulo di energia è illustrato in dettaglio nel Capitolo 4 (Conversion Tax: il costo nascosto delle batterie accoppiate in corrente alternata).
Le tariffe delle utility sono in aumento, a causa dei potenziamenti della rete, delle misure di resilienza e dell'aumento della domanda. Negli Stati Uniti, le tariffe elettriche sono aumentate del 5% all'anno negli ultimi 4 anni, come si può vedere nella Figura 4, che mostra un'accelerazione delle tariffe elettriche residenziali medie nel 2021(US Energy Information Administration).
Questa tendenza non mostra attualmente alcun segno di rallentamento. "Secondo l'EIA(Reuters), nel 2023 le autorità di regolamentazione dei servizi pubblici statali approveranno aumenti delle tariffe per quasi 10 miliardi di dollari, più che raddoppiando i 4,4 miliardi approvati nel 2022. L'aumento dei costi continuerà ad essere scaricato sui consumatori.
In seguito agli aumenti delle tariffe, i proprietari di casa pagano di più per ogni chilowattora (kWh) di energia consumata. Per estensione, anche ogni kWh tagliato, perso per conversioni non necessarie o non prodotto affatto è sempre più costoso. Le tariffe più elevate amplificano ogni wattora di energia persa, rendendo la tassa sui microinverter progressivamente più grave nel tempo.
Per riassumere le tendenze e il loro impatto sugli impianti solari residenziali basati su microinverter
L'insieme di questi fattori sta trasformando quelle che un tempo erano piccole inefficienze individuali in perdite significative e composte, con un reale impatto finanziario. Di conseguenza, gli installatori stanno passando da piattaforme basate su microinverter a piattaforme basate su inverter di stringa. Come ulteriormente evidenziato in un recente rapporto di ricerca di Roth:
"Un distributore ha detto che ci sono due tipi di installatori che si stanno allontanando da ENPH. Il primo è quello che si concentra sulla vendita in base al prezzo e si sta spostando verso gli inverter di stringa. Il secondo gruppo vende più batterie, ma abbinate a inverter di stringa". - Phil Shen (Roth Industry Note | 26 ottobre 2024). Nota: ENPH = Enphase, il principale fornitore di microinverter al mondo.
Le tre sezioni successive forniscono analisi dettagliate dell'impatto finanziario delle tendenze e del loro rapporto con le forme di imposte sui microinverter descritte all'inizio, a partire dalla Clipping Tax: Lasciare l'energia sul tavolo (in uscita il 3/25)
Webinar: Il 15 aprile (giorno della dichiarazione dei redditi negli Stati Uniti) si terrà un webinar che approfondirà i dettagli della serie Microinverter Tax. Iscrivetevi al webinar qui.
Di seguito è riportato l'elenco completo dei capitoli inclusi in questa serie (i link saranno aggiunti man mano che i capitoli saranno pubblicati):
Di seguito è riportato l'elenco completo dei capitoli inclusi in questa serie (i link saranno aggiunti man mano che i capitoli saranno pubblicati):
