Qual è il rendimento di un impianto Fotovoltaico?

Oggi vorremo fare un po’ di chiarezza ad una domanda che mi chiedono in molti…

Ingegnere ma quanto rende effettivamente un impianto fotovoltaico?

Purtroppo, se parliamo a livello economico, in questa disamina generale, non possiamo essere precisi in quanto ogni situazione è diversa dalle altre e va valutata singolarmente, normalmente si riesce ad abbattere dal 50 al 70% delle spese di energia elettrica se parliamo di un’unità abitativa, in caso di un’unità produttiva, con normale esercizio diurno, riusciamo ad arrivare a dei picchi di abbattimento anche del 90%.

Ma l’aspetto su cui volevamo soffermarci in questo articolo è quello espressamente tecnico con alcuni aspetti progettuali. Partiamo da una base di riferimento scientifica, ovvero la produzione di 1 kWp (Chilowatt di Potenza installata) lungo tutto il territorio italiano, e per fare questo ci appoggiamo ai dati dichiarati dal Servizio di Scienza e Ricerca della Commissione Europea (The European Commision’s Science and Knowledge Service), dove seguendo il percorso “EU Science HUB > PVGIS > Download Maps” all’interno del loro sito https://ec.europa.eu/jrc/en, visualizziamo una mappa cromatica della nostra nazione. (vedi PDF)

Questa mappa ci restituisce l’indicazione dei Kwh prodotti per Kw di potenza (Kwp) per pannelli orientati a condizioni ottimali. È facile vedere come lungo la nostra nazione la produzione varia sensibilmente, tenendo come riferimento la scala “kWh/kWpeak”, notiamo che al Nord abbiamo un valore di circa 1050/1100 al centro 1300 ed al sud si arriva anche ai 1500.

Ma cosa si intende per pannelli orientati in condiziono ottimali?

Il posizionamento dei moduli fotovoltaici rispetto al sole, può influire in maniera più o meno notevole sulla quantità di energia solare assorbita e di conseguenza sulla quantità di energia prodotta. I parametri da tenere in considerazione in questo fenomeno sono:

  • L’angolo di inclinazione del modulo
  • L’angolo di azimut (Orientamento)

La produzione di energia elettrica calcolata in base media annua nell’emisfero Nord è massima per l’esposizione a Sud e per un angolo di inclinazione di 30°.

In fase di progettazione dovremmo tenere in considerazione questi due parametri ma spesso non ci è consentito rispettarli in maniera ideale, pensiamo per esempio alle falde dei tetti, raramente ne troviamo di orientate perfettamente a sud ed inclinate di 30 gradi.

Quindi in base alle variazioni dettate dai luoghi di installazione, come cambiano le rese dei miei pannelli?

Semplice, dobbiamo far riferimento ad un fattore di correzione (chiamato anche di trasposizione) che tiene conto della differenza dei gradi sia di inclinazione che di azimut.

Come vediamo dalla tabella se un impianto è perfettamente orientato a sud con inclinazione 30°, il fattore è uguale a 1, ovvero l’impianto avrà una resa del 100%, ma se lo stesso impianto lo ruotiamo di 45° a Est avremo una resa del 95 %, e se successivamente i pannelli li incliniamo di 10°, scenderà al 92%.

Bene, ora come nostro solito scendiamo sul reale e andiamo a verificare per un’abitazione nota se i dati di progetto rispecchiano i dati reali, per far questo prendiamo in analisi un impianto fotovoltaico installato recentemente (data di collaudo 06/2018) e tenuto sotto monitoraggio da me stesso, in località Spoltore (PE) impianto installato su terrazzo con inclinazione di 10° ed orientamento perfettamente a Sud, con pannelli in silicio monocristallino da 313W di potenza, per un totale di 10 pannelli a formare un classico impianto per abitazione da 3 Kw.

 

 

Come potete vedere l’impianto è stato installato su delle zavorre senza forare l’impermeabilizzazione del terrazzo e se vi state chiedendo il motivo del perché è stato installato con un’inclinazione di 10° gradi, è perché, essendo la zona ubicata in fascia arancione del vincolo ambientale, si sono dovute rispettare delle precise prescrizioni della sovraintendenza provinciale.

Ok, ma in fase di progetto quando dovrebbe rendere quest’impianto?

Senza andare a scomodare particolari software, possiamo attenerci ad un utile strumento messo a disposizione del European Commision’s Science and Knowledge Service, più precisamente, sempre andando nel loro sito e seguendo questo percorso, EU Science HUB > PVGIS > Tools Interattivi, si accederà ad un comodo configuratore dove impostando i valori progettuali e geolocalizzando la zona dove ubicato il nostro impianto, ricaveremo una stima abbastanza precisa in Kwh Annui tenendo in considerazione anche delle perdite dovute all’ invecchiamento dell’impianto.

 

 

Come potete vedere nel riquadro degli “Output di Calcolo” abbiamo una produzione annuale di 3901,03 kWh annuale che diviso il numero di kWp pari a 3 abbiamo una produzione al Kwp di circa 1300 kWh annui.

Verifichiamo se i dati di progetto sono conformi a meno ai dati reali. Essendo l’impianto in analisi monitorato tramite data logger riusciamo a verificare la produzione annuale nei dodici mesi partendo da inizio maggio 2019 a fine aprile 2020

 

 

La produzione nel periodo indicato è stata di 4183.6 kWh ovvero di 1394,5 kWh anno per 1 kWp. Come vediamo i dati di produzione reali sono maggiori, ma questo ovviamente è dato dal fatto che parliamo di un impianto nuovo con due anni di funzionamento, mentre i dati di progetto sono sempre dati medi annuali, considerando un irraggiamento costante durante gli anni, e un decadimento dovuto al normale invecchiamento. Il nostro impianto quindi ha superato in pieno la prova!

In conclusione, se ci troviamo a fare delle stime economiche di quando potrà remunerarci il nostro impianto abbiamo appena dimostrato di poter prendere per buone le produzioni medie annuali tabellate, oppure se vogliamo divertirci possiamo sempre fare una simulazione come vi ho appena mostrato.

Il mio consiglio? Affidatevi sempre ad un esperto!

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