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jacoluca.
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guida impianti fotovoltaici
Cos'è un impianto fotovoltaico
E' un impianto per la produzione di energia elettrica.
La tecnologia fotovoltaica permette di trasformare direttamente
l'energia solare incidente sulla superficie terrestre in energia
elettrica, sfruttando le proprietà del silicio, un elemento
semiconduttore molto usato in tutti i dispositivi elettronici.
I principali vantaggi degli impianti fotovoltaici sono:
• assenza di qualsiasi tipo d’emissione inquinante;
• risparmio dei combustibili fossili;
• estrema affidabilità poiché non esistono parti in movimento
(vita utile superiore a 25 anni - io non ci credo)
• costi di manutenzione ridotti al minimo;
• modularità del sistema (per aumentare la taglia basta
aumentare il numero dei moduli).
Gli svantaggi sono rappresentati da:
• variabilità ed incertezza della fonte energetica (irraggiamento
solare);
• elevata superficie occupata rispetto alla potenza installata;
elevato costo iniziale degli impianti.
Le principali applicazioni dei sistemi fotovoltaici sono:
• impianti per utenze collegate alla rete in bassa tensione;
• centrali fotovoltaiche, generalmente collegate alla rete in
media tensione;
• impianti per utenze isolate dalla rete che prevedono l’utilizzo
di batterie (rifugi, pozzi, sistemi di segnalazione stradale e
navale, ecc...);
• piccole reti isolate per l’alimentazione di villaggi di limitata
estensione non raggiunti dalla rete elettrica.
Le due tipologie di impianti fotovoltaici collegati alla rete possono
essere distinte in base alla loro potenza; fino a 20 kWp (kiloWatt di
picco) si parla di piccoli impianti, oltre si parla di centrali
fotovoltaiche.
Il presente documento ha lo scopo di fornire una panoramica di
queste due applicazioni.
Impianti fotovoltaici con potenza non superiore a 20 kWp
Tali impianti sono particolarmente indicati per installazione su
immobili di privati cittadini, di attività commerciali e di piccole
aziende.
L'energia prodotta è generalmente destinata a ridurre i prelievi
dalla rete ed i conseguenti costi sostenuti per la fornitura di energia
elettrica. L' esercizio richiede una limitata manutenzione e minimi
oneri di gestione.
Impianti fotovoltaici con potenza superiore a 20 kWp
Tali impianti vengono realizzati principalmente da imprese
interessate alla produzione di energia elettrica sia per
l'autoconsumo che per la vendita.
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I costi di gestione connessi all'esercizio dell'impianto crescono,
arrivando a comprendere alcuni oneri fiscali e la gestione del
contratto di vendita dell'energia, mentre la manutenzione rimane
comunque limitata.
A volte l'installazione di questa tipologia di impianto richiede dei
costi aggiuntivi per la realizzazione di una linea elettrica idonea al
trasporto dell'energia prodotta.
I componenti di un impianto fotovoltaico
• moduli fotovoltaici;
sono i pannelli che ospitano le celle fotovoltaiche di silicio, che
può essere monocristallino, policristallino o amorfo. Ogni modulo
converte l'energia solare incidente in energia elettrica in corrente
continua, normalmente ha una potenza compresa tra 80 e 300
Watt, occupa una superficie inferiore a 1,5 metri quadri e pesa
circa 18 kg.
• strutture di sostegno dei moduli;
sono le strutture che sorreggono i moduli e, in caso di
installazione su superficie piana, li orientano dando loro
un'inclinazione rispetto al piano orizzontale normalmente, in
Italia, di circa 30°. Possono essere in acciaio zincato a caldo o in
alluminio, e vengono vincolate sulla superficie di installazione
mediante degli ancoraggi o delle zavorre.
Alcuni impianti fotovoltaici utilizzano delle strutture di sostegno
che durante l’arco della giornata cambiano l’inclinazione e
l’orientamento dei moduli fotovoltaici. Questa funzione permette
all’impianto fotovoltaico di seguire il percorso del sole durante le
ore della giornata e conseguentemente di aumentare la
produzione di energia elettrica. Questo tipo di strutture, il cui
movimento prende spunto da quello dei girasoli, vengono
chiamate “inseguitori” o “tracker”.
• inverter;
è un dispositivo elettronico che consente di adeguare l'energia
elettrica prodotta dai moduli alle esigenze delle apparecchiature
elettriche e della rete, operando la conversione da corrente
continua a corrente alternata con una frequenza di 50 Hertz.
Normalmente gli inverter incorporano dei dispositivi di protezione
e interfaccia che determinano lo spegnimento dell'impianto in
caso di black-out o di disturbi della rete.
• sistema di controllo;
è un dispositivo elettronico che comunica con l’inverter e con
eventuali sensori accessori (misure meteorologiche ed elettriche).
Mediante tale apparecchiatura è possibile tenere sotto controllo il
funzionamento dell’impianto, registrare le misure su un PC e
visualizzare alcune grandezze caratteristiche su schermi o display
luminosi.
Esistono anche applicazioni più sofisticate che consentono di
inviare dati e l’eventuale presenza di guasti via internet, e-mail,
SMS.
• misuratori di energia;
sono degli apparati che vengono installati sulle linee elettriche e
misurano l'energia che li attraversa, ad esempio vengono utilizzati
per conteggiare l'energia prodotta dall'impianto e quella immessa
in rete.
• quadri elettrici e cavi di collegamento.
quadri, cavi, interruttori ed eventuali ulteriori dispositivi di
protezione sono i componenti elettrici che completano l'impianto.
Schema semplificato di un impianto fotovoltaico connesso alla rete
Dove puo' essere installato
I moduli fotovoltaici possono essere collocati su tetto (sia piano che
a falda) su facciata o a terra.
La decisione in merito alla fattibilità tecnica si basa sull'esistenza
nel sito d'installazione dei seguenti requisiti, che dovranno essere
verificati dal progettista/installatore in sede di sopralluogo:
• disponibilità dello spazio necessario per installare i moduli (per ogni
kWp di potenza installata occorrono circa 7/8/12 mq di moduli in
silicio mono/policristallino/amorfo);
• corretta esposizione ed inclinazione della suddetta superficie. Le
condizioni ottimali per l'Italia sono:
o esposizione SUD (accettata anche SUD-EST, SUD-OVEST, con
limitata perdita di produzione)
o inclinazione 30-35° gradi;
• assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento.
posa “retrofit” sopra il tetto
posa integrata nella copertura
posa su terrazzo
posa integrata in facciata verticale
Quanta elettricità produce
La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico può
essere stimata attraverso un calcolo che tiene conto:
• della radiazione solare annuale del luogo;
• di un fattore correttivo calcolato sulla base dell'orientamento,
dell'angolo d'inclinazione dell'impianto e di eventuali ombre
temporanee;
• delle prestazioni tecniche dei moduli fotovoltaici, dell'inverter e
degli altri componenti dell’impianto;
• delle condizioni operative dei moduli (con l’aumento della
temperatura di funzionamento diminuisce l’energia prodotta).
La potenza di picco di un impianto fotovoltaico si esprime in kWp
(chilowatt di picco), cioè la potenza teorica massima che l’impianto
può produrre nelle condizioni standard di insolazione e temperatura
dei moduli (1000 W/mq e 25°C).
La mappa a destra (Fonte:Phébus)
mostra la produzione elettrica annua
per un impianto fotovoltaico da 1
kWp, installato in Italia,
considerando le migliori condizioni
locali d'installazione (inclinazione 30°
rispetto all’orizzontale, orientamento
a SUD, assenza ombreggiamenti).
Nella tabella sottostante
(Fonte:Phébus) sono riportati i
fattori di correzione per inclinazione
ed orientamento diversi da quelli
ottimali alle latitudini italiane. I
riquadri colorati indicano posizioni da
evitare, a meno di vincoli
architettonici imposti.
Si conclude che un impianto da 1 kWp in Italia centrale può
contribuire a coprire circa il 40% dei consumi elettrici medi di una
famiglia (3000 kWh/anno).
Il ciclo di vita di un impianto
non ci credo 25 anni e esagerato
Nelle analisi tecniche ed economiche si usa accreditare l’impianto di
una vita complessiva di 25 anni.
Se si considerano separatamente i componenti economicamente
più rilevanti, si ha:
i moduli monocristallini e policristallini, che attualmente è la
tipologia più venduta al mondo, hanno una durata di vita da 25 a
30 anni, con una diminuzione delle prestazioni energetiche
inferiore al 20%. Generalmente la garanzia, fornita dai produttori
sul mantenimento di tali prestazioni, arriva a coprire 25 anni. I
moduli in silicio amorfo, che sono meno costosi, hanno una perdita
di rendimento del 30% nei primi mesi, per poi stabilizzarsi
gradualmente.
La tecnologia più recente, quella dei "film sottili”, dovrebbe a
breve unire i vantaggi di entrambe le altre tecnologie: il prezzo
basso del silicio amorfo e l’alta efficienza e l’affidabilità dei prodotti
cristallini.
gli inverter, apparecchi ad elevata tecnologia, hanno una durata
nel tempo abbastanza lunga, ma generalmente inferiore a quella
dei moduli; il loro costo è relativamente contenuto.
Un impianto fotovoltaico è un sistema completamente modulare, e
la sostituzione di un qualsiasi componente è generalmente facile e
veloce, a condizione che questa sostituzione sia prevista nella fase
di progetto.
Autorizzazioni per l’installazione
Nei casi in cui il luogo di installazione non sia in una zona
sottoposta a vincoli (di tipo ambientale; storico; artistico;
paesaggistico...), gli impianti fotovoltaici di potenza fino a 20kWp
possono essere installati senza alcuna autorizzazione; é sufficiente
una semplice dichiarazione di inizio attività, come richiesto per
qualsiasi tipo di lavoro di manutenzione straordinaria.
Se si tratta di un edificio in costruzione è preferibile integrare
l’impianto fotovoltaico nella licenza stessa dell'edificio in
costruzione.
Qualora l'impianto venga installato in un'area protetta, bisognerà
richiedere all'autorità competente sul territorio (l'ente locale, l’ente
parco, la sovrintendenza ai beni culturali,…) un “nulla osta”.
In alcuni casi è necessaria un’autorizzazione a costruire mediante
Procedimento Unico concessa dalla Regione (o alla Provincia
delegata).
E’ sempre consigliato d’informarsi presso gli uffici comunali per
verificare che non ci siano ulteriori problemi.
Costi di un impianto fotovoltaico
Il costo “chiavi in mano” per un installazione standard di un
sistema da 1 kWp è pari a circa 6.500 – 7.000 euro (IVA al 10 %
esclusa).
La maggior parte del costo è dovuta all'investimento in materiali, di
cui i moduli rappresentano la percentuale più alta.
Una corretta preventivazione può esser fatta solamente a valle di
un sopralluogo che valuti accuratamente le caratteristiche del sito
d’installazione.
Questo perché il costo può variare, a seconda che l’installazione
avvenga a terra, su fabbricati nuovi o già esistenti, che la posa sia
in sovrapposizione o integrazione della copertura, che si debbano
sostenere spese per i permessi di costruzione, allacciamento alla
rete, cavi che coprano grandi distanze (pannelli-inverter e inverterquadro
utente), utilizzo di attrezzature durante il montaggio (gru,
impalcature).
Il costo annuo di manutenzione è in generale basso, normalmente
nelle analisi economiche si stima nell’intorno dell’1% del costo
d’impianto, da conteggiare sull’intera vita.
In tale stima sono compresi anche gli eventuali costi di
manutenzione straordinaria, dovuti alla riparazione o sostituzione
di qualche componente dell’impianto.
Il costo di esercizio dipende dalla taglia dell’impianto.
Per impianti con potenza fino a 20 kWp è limitato al canone annuo
da pagare alla società elettrica per l’installazione e la gestione dei
sistemi di misura dell’energia prodotta ed immessa in rete.
Incentivi per l’installazione
In Italia, da settembre 2005, è attivo un meccanismo di
incentivazione, spesso definito “Conto Energia”, per la produzione
di energia elettrica mediante impianti fotovoltaici. A febbraio 2007
sono state introdotte radicali modifiche allo schema originario.
La caratteristica fondamentale di questo sistema di incentivazione è
quella di remunerare l'energia prodotta dall'impianto con una tariffa
incentivante. In altre parole è come se lo Stato riconoscesse ai
cittadini e alle aziende proprietari di impianti fotovoltaici un
contributo sulla produzione di energia elettrica. Tale energia è
misurata in kWh (chilowattora).
La tariffa incentivante può essere concessa a tutti gli impianti
fotovoltaici connessi alla rete elettrica nazionale o alle piccole reti
rurali, e l’ente predisposto ad erogare questo incentivo è il GSE
(Gestore dei Servizi Elettrici – ex GRTN).
Le modifiche introdotte a febbraio 2007 prevedono che la richiesta
al GSE per la concessione della tariffa incentivante debba esser
fatta immediatamente dopo l’inizio del funzionamento dell’impianto
fotovoltaico (entrata in esercizio). L’incentivo viene concesso per
una durata di 20 anni.
Sono disponibili incentivi per tutte le richieste ammesse fino ad una
potenza cumulata pari a 1200 MW.
Al raggiungimento di tale limite saranno disponibili ulteriori 14 mesi
per presentare le richieste ed ottenere comunque il riconoscimento
dell’incentivo. Ciò assicura tutti colore che intraprendono la
realizzazione di un impianto fotovoltaico di poter beneficiare del
conto energia.
L’incentivo in conto energia può essere utilmente cumulato con uno
tra i due seguenti benefici:
i risparmi in bolletta del “Net Metering” (vedi più avanti) per gli
impianti fino a 20kWp;
la vendita dell’energia immessa in rete (l’energia prodotta e non
autoconsumata).
La seguente tabella mostra il valore dell’incentivo nel 2007 e 2008
a seconda dell’appartenenza dell’impianto ad una fascia di potenza,
ed alla tipologia di installazione.
Tariffe dell’incentivo in base alla tipologia di
Dimensioni installazione dell’impianto
Nessuna integrazione
architettonica (1)
Parziale integrazione
architettonica (2)
Integrazione
architettonica 3
da 1 a 3 kWp 0,40 €/kWh 0,44 €/kWh 0,49 €/kWh
oltre 3,
fino a 20 kWp 0,38 €/kWh 0,42 €/kWh 0,46 €/kWh
oltre 20 kWp 0,36 €/kWh 0,40 €/kWh 0,44 €/kWh
L’incentivo è incrementato del 5% nei seguenti casi:
• impianti a terra di potenza superiore a 3 kWp se, nell’arco
dell’anno, almeno il 70% dell’energia prodotta viene
autoconsumata;
• impianti a servizio di scuole pubbliche o parificate;
• impianti a servizio di strutture sanitarie pubbliche;
• impianti con integrazione architettonica che vadano a sostituire
coperture in eternit o comunque contenenti amianto;
• impianti a servizio di enti locali con popolazione residente inferiore
a 5000 abitanti.
1 Queste tariffe si applicano in caso di installazioni a terra. Si applicano anche agli impianti costituiti
da inseguitori solari posizionati a terra e agli impianti su edifici in assenza di parziale o totale
integrazione architettonica (colonne 2 e 3 della tabella).
2 La tariffa relativa alla “parziale integrazione architettonica” viene riconosciuta se rispettate alcune
condizioni fissate per l’inserimento dei moduli fotovoltaici su un edificio. Rientrano ad esempio in
questa tipologia le installazioni su tetto a falda purché i moduli siano paralleli alla falda, o in generale
su terrazzo piano con i moduli nascosti dalla eventuale balaustra del terrazzo.
3 La tariffa relativa alla “integrazione architettonica” viene riconosciuta agli impianti fotovoltaici i cui
moduli sostituiscono materiali di rivestimento di edifici e fabbricati. Rientrano ad esempio in questa
tipologia le installazioni su tetto purché i moduli sostituiscano le tegole del tetto, su pensiline,
pergole, tettoie in cui la struttura della copertura sia costituita dai moduli fotovoltaici.
Inoltre, gli impianti fotovoltaici i cui soggetti responsabili sono enti
pubblici, sono considerati alla pari degli impianti completamente integrati
a prescindere della tipologia d’installazione. Beneficiano, quindi, della
tariffa incentivante più alta per le diverse taglie di potenza.
I titolari di impianti installati a servizio di edifici o unità immobiliari in
regime di Net Metering hanno diritto ad una maggiorazione della tariffa
fino al 30% se dopo l’installazione dell’impianto FV eseguono interventi di
Efficienza Energetica producendo una Certificazione che dimostri la
riduzione dei consumi (elettrici e termici).
Sono disponibili, dal 2007, incentivi per tutte le richieste ammesse
fino ad una potenza cumulata pari a 1200 MW.
Al raggiungimento di tale limite saranno disponibili ulteriori 14 mesi
per presentare le richieste ed ottenere comunque il riconoscimento
dell’incentivo (24 mesi per impianti di soggetti pubblici).
Ciò assicura tutti coloro che intraprendono la realizzazione di un
impianto fotovoltaico di poter beneficiare del conto energia.
Altri incentivi per l’installazione di impianti fotovoltaici possono
essere erogati dalle Regioni e dalle Province.
Qualora questi siano “in conto capitale” possono essere cumulati
agli incentivi “in conto energia” solo se la quota di incentivo in
conto capitale non supera il 20% del costo dell’impianto.
Altro tipo di incentivi per la produzione di energia elettrica da fonti
rinnovabili sono i “Certificati Verdi”, titoli riconosciuti dal GRTN che
possono essere venduti e acquistati ad un prezzo fissato.
Qualora vengano riconosciuti certificati verdi per la produzione di
energia elettrica non si possono richiedere incentivi in conto
energia.
Citiamo inoltre i Titoli di Efficienza Energetica, chiamati “Certificati
Bianchi”, che possono essere percepiti in funzione dell’energia
prodotta da fonti rinnovabili.
Anche questi titoli hanno un mercato ed è quindi possibile ottenere
degli introiti mediante la loro vendita ma non possono essere
cumulati con gli incentivi in conto energia.
Il Net Metering
Il “net metering” o “scambio di energia alla pari” è un meccanismo
che regola l’immissione ed il prelievo dell’energia elettrica dalla rete
(Delibera AEEG 224/2000 e 28/2006). E’ un servizio erogato dalla
società elettrica che esegue l’allacciamento dell’impianto
fotovoltaico alla rete pubblica.
Possono giovare di questo sistema tutti gli impianti allacciati alla
rete che producono energia elettrica mediante l’utilizzo di fonti
rinnovabili e che hanno una potenza compresa tra 1 e 20 kW4
(fotovoltaico, mini-eolico, mini-idro...), per tutta la durata di vita
utile dell’impianto.
Il funzionamento è il seguente: l’energia (kWh) prodotta
dall’impianto e non assorbita dalle utenze elettriche (lampade,
elettrodomestici, macchinari...) viene immessa in rete e misurata
da un apposito contatore. Alla fine dell'anno la società elettrica
effettua un conguaglio tra energia assorbita ed energia immessa; al
cliente viene rimborsata una quota dell’energia assorbita pari a
quella immessa in rete durante l’arco dell’anno.
Non è prevista alcuna remunerazione dell'eventuale saldo positivo
d’energia immessa in rete, risultante dal conguaglio annuale, ma
questa quantità d'energia elettrica può essere portata a credito per
gli anni successivi, fino ad un massimo di tre anni. Se l'impianto è
sovradimensionato rispetto ai consumi ed il credito è sistematico,
esso viene di fatto perduto.
Il Net Metering può essere cumulato con il beneficio proveniente
dal meccanismo di incentivo in conto energia.
La vendita di energia elettrica
La parte di energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico che
non viene consumata dalle utenze (illuminazione, elettrodomestici,
macchine, ecc…) viene ceduta alla rete elettrica di distribuzione.
Tale quota di energia può essere venduta al GSE (Gestore dei
Servizi Elettrici) ad un prezzo stabilito dall’Autorità dell’Energia
Elettrica e del Gas.
4 La Legge Finanziaria 2008 ha esteso tale limite a 200 kW. Al momento della stesura di tale Guida
sono in corso di definizione i decreti del Ministeri dello Sviluppo Economico e dell’Ambiente per
rendere tale estensione operativa.
Per poter vendere energia elettrica è necessario:
avere una P.IVA;
stipulare ogni anno una convenzione con il GSE che ha un costo
variabile in funzione dell’energia venduta;
espletare le pratiche per l’officina elettrica (solo per impianti>20kWp).
La vendita dell’energia elettrica esclude la possibilità di beneficiare
del servizio di “Net Metering”.
Vendita dell’energia o Net Metering?
Il proprietario di un impianto con potenza da 1 a 20 kWp ha dei
benefici economici maggiori nello scegliere il servizio di Net Metering,
se la quantità di energia elettrica prodotta dall’impianto non supera i
propri consumi su base annua.
Con il Net Metering si semplificano inoltre tutti gli adempimenti
amministrativi ed i costi connessi.
Valutazioni sul ritorno dell’investimento
Prendendo come esempio un impianto da 3 kWp installato sul tetto
di un edificio con le seguenti caratteristiche:
• costo “chiavi in mano”: 19.500 euro + IVA (10%);
• ricavi da incentivo: 0,44 euro per kWh prodotto (fino al 20° anno);
• risparmio sulla bolletta elettrica: 0,18 euro per kWh prodotto per
tutta la vita utile dell’impianto (Net Metering);
• costi di manutenzione: 100 euro/anno;
• costi di esercizio: 55 euro/anno circa.
Gli strumenti di Finanziamento e Assicurazione
La realizzazione di un impianto fotovoltaico comporta un esborso di
denaro che viene compensato nel corso di alcuni anni. Per limitare
tale esborso è possibile utilizzare uno dei finanziamenti ad hoc
concesso da un istituto bancario.
Se si utilizzano tali strumenti è possibile pagare l’impianto
mediante delle rate, normalmente semestrali, che vengono
parzialmente o totalmente “coperte” dagli utili derivanti
dall’esercizio dell’impianto fotovoltaico e dai risparmi sulla bolletta
elettrica.
Enel.si ha sviluppato delle convenzioni con i seguenti istituti
bancari:
• Gruppo Monte dei Paschi di Siena;
• Banca Popolare di Sondrio;
• IRFIS – Gruppo Capitalia;
• Prestitempo – Deutsche Bank.
Mediante queste convenzioni i clienti Enel.si possono ottenere dei
finanziamenti con caratteristiche vantaggiose, appositamente
studiate per l’installazione di impianti fotovoltaici.
Un ulteriore strumento è costituito da prodotti assicurativi dedicati
ad impianti fotovoltaici. La caratteristica principale di tali
assicurazioni è quella di coprire anche il rischio derivante dalla
mancata produzione e quindi dalla perdita dell’incentivo in conto
energia oltre ai rischi derivanti da eventi dolosi, catastrofici e
guasti.
Leggi, delibere e circolari di riferimento
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 224/2000
• Decreto Legislativo 387/2003
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 28/2006
• Decreto Ministeriale 19/02/2007
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 88/2007
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 89/2007
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 90/2007
• Delibera Autorità Energia Elettrica e Gas (AEEG) 280/2007
• Circolare Agenzia delle Entrate 46/E del 19 luglio 2007
• Legge 244/2007 (Legge Finanziaria 2008)
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karen.83.
User deleted
Integro qualcosa:
oltre a ciò
sistema di controllo;
è un dispositivo elettronico che comunica con l’inverter e con
eventuali sensori accessori (misure meteorologiche ed elettriche).
Mediante tale apparecchiatura è possibile tenere sotto controllo il
funzionamento dell’impianto, registrare le misure su un PC e
visualizzare alcune grandezze caratteristiche su schermi o display
luminosi.
Esistono anche applicazioni più sofisticate che consentono di
inviare dati e l’eventuale presenza di guasti via internet, e-mail,
SMS.
• misuratori di energia;
sono degli apparati che vengono installati sulle linee elettriche e
misurano l'energia che li attraversa, ad esempio vengono utilizzati
per conteggiare l'energia prodotta dall'impianto e quella immessa
in rete.
metterei pure il sistema antifurto, come ad esempio il modulo della VMC ENG, nico al momento, che integra le funzionalità sopra elencate a quella di antifurto.
sistema ELIOSNET della vmceng.
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