Residential photovoltaic plants: an overview of key technical, market, social and regulatory aspects

The adoption of residential photovoltaic systems is a crucial step in the energy transition toward a more sustainable model, offering both economic and environmental benefits. This thesis analyzes the technical, regulatory, and market aspects of residential PV systems, with particular attention to their integration into the low-voltage grid and their impact on energy policies. Market trends highlight that, in a global context experiencing a significant slowdown in installations (-92%) and investments (-13%), rooftop photovoltaic systems could cover between 16% and 24% of EU electricity consumption. Although the residential sector is currently stagnating due to grid criticalities and limited government intervention, it is projected to grow at an annual rate of 7.9%. However, indicators such as LCOE, GWP, and Pt reveal significant regional disparities within the EU, with mainly Mediterranean countries enjoying greater economic and energy benefits from PV investments. The social impact of residential PV adoption is substantial, as surveys show that consumers' decisions to install PV systems or join Renewable Energy Communities (RECs) are mainly driven by environmental awareness, despite barriers such as high investment costs, aesthetic concerns, and lack of information. Moreover, peer effect is proven to accelerate the decision-making process. The concluding technical report, in addition to providing guidelines for PV system construction and sizing, validates key concepts such as high energy self-consumption, short payback times, and significant emissions savings resulting from residential installations.

L'adozione di impianti fotovoltaici residenziali rappresenta un passo fondamentale verso una transizione energetica più sostenibile, offrendo benefici economici e ambientali. Questa tesi analizza gli aspetti tecnici, normativi e di mercato degli impianti fotovoltaici residenziali, con particolare attenzione alla loro integrazione nella rete a bassa tensione e al loro impatto sulle politiche energetiche. Le tendenze di mercato evidenziano che, in un contesto globale caratterizzato da un rallentamento delle installazioni (-92%) e degli investimenti (-13%), gli impianti fotovoltaici sui tetti potrebbero coprire tra il 16% e il 24% del consumo elettrico dell'UE. Sebbene il settore residenziale stia stagnando a causa di problematiche legate alla rete e a interventi governativi limitati, si prevede una crescita annua del 7,9%. Tuttavia, indicatori come LCOE, GWP% e Pt% rivelano disparità tra i Paesi dell'UE, con i Paesi mediterranei incentivati a investire nel fotovoltaico grazie ai maggiori benefici economici ed energetici. L'impatto sociale del residenziale è rilevante: i sondaggi mostrano che le decisioni dei consumatori di installare impianti fotovoltaici o aderire alle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER) sono principalmente motivate dalla consapevolezza ambientale, nonostante barriere come i costi elevati, le preoccupazioni estetiche e la mancanza di informazioni. Inoltre, l'effetto della "peer pressure" accelera il processo decisionale. Il report tecnico conclusivo, oltre a fornire linee guida per la costruzione e il dimensionamento degli impianti fotovoltaici, consolida concetti chiave come l'elevato autoconsumo energetico, i brevi tempi di ritorno dell'investimento e il significativo risparmio di emissioni derivante dalle installazioni residenziali.