Produzione fotovoltaico

La produzione fotovoltaico

Nella produzione fotovoltaico, per una potenza di irradiamento solare di 1 kW/m², si otterrà energia elettrica disponibile pari a 0,14 kWp/m², per metro quadro di collettore, al lordo delle perdite di resa proprie dell'installazione. Secondo il luogo di residenza, e quindi del soleggiamento annuale, la produzione giornaliera di energia elettrica fotovoltaica sarà compresa tra 0,25 e 0,4 kWp per m². Così, per 20 m² di pannelli solari, di circa 2,8 kWp, la resa al giorno sarà tra i 5 e gli 8 kWh. Un sistema fotovoltaico può alimentare la rete domestica e/o rimanere indipendente dal circuito elettrico dell'abitazione. L'energia elettrica che viene prodotta può quindi essere venduta ai distributori di elettricità, con l'installazione di un contatore di rivendita e il supporto di software per fotovoltaico.

L'implementazione del sistema, orientamento e inclinazione

In Italia, per l'installazione fotovoltaico, i moduli dovrebbero, idealmente, essere esposti a sud, inclinati di 30° rispetto al piano orizzontale, per produrre la massima energia nel corso dell'anno. Tuttavia, divari di circa 45° rispetto al sud, e quindi da sud-est a sud-ovest e un'inclinazione tra i 20° e i 60°, sono accettabili e non provocano nessun calo significativo della produzione. Diverse cause potrebbero provocare ombreggiatura sul generatore fotovoltaico, quali alberi, edifici o rilievi naturali collocati più a sud rispetto al sistema. A seconda delle dimensioni dell'ostacolo e soprattutto della sua altezza, l'impatto dell'ombra, con perdita di produzione, è rilevante ed è quindi necessario quantificarlo, prima di investire. Se pensate che il vostro sito sarà oggetto di uno o più ombreggiamenti, dovrete realizzare una rilevazione del mascheramento, vale a dire un rilievo delle ombre. Questo si fa con l'aiuto di un diagramma solare e l'utilizzo di queste informazioni sarà compito dell'installatore, con l'aiuto di un software specifico.

Formule di base per determinare la produzione di un pannello

Nella produzione fotovoltaico, possiamo quantificare la quantità di energia partendo dall'efficienza del pannello. L'energia espressa è data dal prodotto tra l'efficienza del modulo, la superficie complessiva dell'impianto, la radiazione del sole su di esso e il coefficiente di perdita che varia tra 0,9 e quasi zero. In dettaglio, le perdite di energia sono variabili a seconda dell'impianto. Tra i vari componenti, gli invertitori sono responsabili di una perdita tra 8% e 15%, la temperatura può incidere tra il 5% e 12%, i cavi di collegamento per il 2%, l'ombreggiamento tra lo 0% e il 50%, per riduzione della luce si può perdere tra il 3% e il 7%, la riflettività può contribuire per il 3%. In ogni caso, acquisito il principio di calcolo, è possibile utilizzare un software di simulazione del soleggiamento, per esempio, quello che l'Unione Europea offre gratuitamente per calcolare il potenziale solare ovunque, in Europa o in Africa.

La potenza di picco e le ore di sole

Nella produzione fotovoltaico, un modulo è caratterizzato soprattutto dalla sua potenza di picco Pp in condizioni standard STC. Un modulo, esposto a condizioni STC, produrrà una potenza elettrica pari a quella di picco. Se ciò dura N ore, sarà prodotta energia elettrica E pari al prodotto della potenza di picco per il tempo trascorso, ad un dato coefficiente di perdita: E = Pp x Cp x N, dove E = energia in Wh, Pp = picco di potenza del pannello in kWp, N = numero di ore equivalenti di sole. Vale a dire: energia elettrica (Wh) = Numero di ore di esposizione alle STC * Potenza di picco. Tuttavia, l'irraggiamento non è costante nel corso di una giornata di sole, quindi non si può rigorosamente applicare questa legge. Per calcolare la produzione di un modulo fotovoltaico, in un anno solare, con un'energia solare espressa in Wh / mq, si assimilerà questa energia al prodotto dell'irraggiamento istantaneo 1000 W / mq per un numero di ore cosiddette "ore equivalenti piena potenza". Con il valore 1000 per questo irraggiamento di riferimento, il numero di ore equivalenti sarà esattamente uguale all'energia solare integrata, quando espressa in kWh / m² anno: H = N * 1000.

Domande frequenti

Quanta energia produce realmente un pannello fotovoltaico al giorno?

La produzione giornaliera dipende dall'irraggiamento locale e dall'efficienza del modulo. In Italia, considerando un irradiamento medio, un metro quadro di pannello genera tra 0,25 e 0,4 kWh al giorno. Ad esempio, un impianto da 2,8 kWp (circa 20 mq) può produrre quotidianamente tra 5 e 8 kWh. Questi valori sono lordi dalle perdite di installazione e variano significativamente in base alla zona geografica: il Sud Italia offre rendimenti superiori grazie a un maggiore soleggiamento annuo rispetto al Nord.
Qual è l'orientamento e l'inclinazione ideali per i pannelli in Italia?

L'orientamento ideale è verso Sud con un'inclinazione di 30 gradi rispetto al piano orizzontale, condizione che massimizza la produzione energetica annuale. Tuttavia, tolleranze significative sono ammissibili senza penalità gravi: orientamenti da Sud-Est a Sud-Ovest e inclinazioni comprese tra 20 e 60 gradi garantiscono comunque ottimi risultati. È fondamentale evitare ombreggiamenti, specialmente nelle ore centrali della giornata, poiché anche piccole ostruzioni possono ridurre drasticamente l'efficienza dell'intero sistema.
Come si calcola la produzione teorica di un pannello fotovoltaico?

La produzione si stima moltiplicando l'efficienza del modulo per la superficie totale, l'irraggiamento solare e un coefficiente di perdita (tra 0,9 e valori inferiori). Una formula semplificata usa la potenza di picco (Pp): Energia (E) = Pp × Ore Equivalenti Sole (N). Le 'ore equivalenti' rappresentano il tempo necessario a ricevere la stessa energia dell'irraggiamento reale, assumendo una potenza costante di 1000 W/m². Questo metodo permette di convertire dati climatici locali in produzione energetica stimata.
Quali fattori causano perdite di efficienza nell'impianto fotovoltaico?

Le perdite derivano da diversi elementi tecnici e ambientali. Gli inverter introducono cali tra l'8% e il 15%, mentre l'eccessivo riscaldamento dei pannelli riduce l'efficienza del 5-12%. I cavi di collegamento comportano perdite minime (2%), ma l'ombreggiamento è critico: può causare perdite fino al 50% se non gestito. Altri fattori includono la riflessione della luce (3%) e la polvere/sporcizia (3-7%). Un'accurata analisi preliminare delle ombre è essenziale per minimizzare questi impatti.
È possibile vendere l'energia prodotta dal proprio impianto fotovoltaico?

Sì, l'energia elettrica generata può essere immessa nella rete pubblica e venduta ai distributori. Per farlo è necessario installare un contatore dedicato alla rivendita e configurare il sistema per monitorare la produzione. Spesso si utilizza software specifico per ottimizzare la gestione dell'energia e tracciare i volumi ceduti. Questa opzione consente di monetizzare l'energia eccedente il consumo immediato, migliorando il ritorno sull'investimento dell'impianto fotovoltaico residenziale o commerciale.