Sono numerosi i vantaggi derivanti dall’installazione di un impianto fotovoltaico, sia dal punto di vista ambientale sia sotto il profilo economico.

Il rendimento dei pannelli solari è però influenzato da vari aspetti che incidono in maniera significativa sulla produzione energetica. Una valutazione inadeguata di questi elementi potrebbe compromettere l’efficienza dell’intero impianto.

In fase di progettazione è quindi opportuno considerare alcune caratteristiche che influenzano la quantità di energia captata e prodotta e il rendimento dell’impianto.
Prima di definire il rendimento dell’impianto fotovoltaico, occorre analizzare il rendimento del singolo pannello fotovoltaico, ovvero la quantità di energia solare che lo stesso riesce a convertire in energia elettrica per unità di superficie. Il rendimento dell’impianto fotovoltaico, esprime dunque il rapporto tra la quantità prodotta e quella massima producibile.

Il rendimento dell’impianto è influenzato da diversi fattori, che non si riducono al solo rendimento dei moduli.

I principali fattori che influiscono rendimento dell’impianto sono:
– caratteristiche intrinseche dei pannelli;
– inclinazione dei pannelli;
– esposizione dei pannelli;
– ombreggiamento;
– distanza tra le file;
– perdite energetiche.

Esposizione e inclinazione dei pannelli
Prima dell’installazione dell’impianto fotovoltaico, è opportuno verificare che il pannello abbia la corretta esposizione al sole e l’adeguata inclinazione.
Per captare la massima radiazione solare, i pannelli solari vanno orientati verso Sud; tuttavia, anche i moduli esposti in direzione Sud-Est e Sud-Ovest possono essere performanti.
L’inclinazione (tilt) è variabile e dipende dalla latitudine. Valori orientativi alle nostre latitudini sono 20-40°.

Distanza tra le file
Nel caso di posizionamento su una superficie orizzontale, oltre a stabilire l’orientamento e l’inclinazione, bisogna calcolare la distanza tra le file di moduli in modo da trovare il giusto compromesso tra la massimizzazione di potenza installabile sulla superficie e la minimizzazione di ombreggiamenti tra le file.
Per stabilire la distanza tra le file ottimale, bisogna considerare la superficie su cui l’impianto verrà installato:
– se la superficie è inclinata, i pannelli sono generalmente installati in maniera complanare con la falda del tetto e non è necessario calcolare la distanza (l’inclinazione è quella della falda);
– se l’impianto è installato a terra o su una copertura piana, occorre determinare correttamente inclinazione e distanza tra le file, al fine di evitare ombreggiamenti dovuti ai moduli stessi, anche in considerazione dell’orario e dei periodi dell’anno.
Sarà dunque necessario calcolare l’altezza (H) e la distanza (D) tra una fila di moduli e l’altra. Nel caso in cui la distanza non è calcolata in maniera corretta, si può verificare il fenomeno delle ombre portanti, ossia i moduli posti davanti creano degli ombreggiamenti su quelli retrostanti.

Coefficiente di ombreggiamento
Un altro fattore fondamentale per garantirsi la prestazione ottimale dei pannelli è il coefficiente di ombreggiamento, che si calcola mediante la cosiddetta analisi di ombreggiamento.
L’analisi di ombreggiamento è lo studio degli elementi architettonici o naturali circostanti l’impianto, che consente di verificare in che modo essi possano intervenire sulla radiazione solare incidente e se, eventualmente, siano causa di ombre sulle superfici captanti.
Una corretta analisi di ombreggiamento prevede un sopralluogo, durante il quale si realizza un’analisi inclinometrica, ossia si verifica la presenza di eventuali oggetti che potrebbero causare delle ombre e si calcola il loro azimut.

Perdite di energia
Per calcolare l’effettivo rendimento dell’impianto solare vanno considerate le varie perdite energetiche che si possono verificare durante la conversione di energia solare in elettrica.
Si tratta di:
– perdite per riflessione;
– perdite per ombreggiamento;
– perdite per mismatching;
– perdite per effetto della temperatura;
– perdite nei circuiti in continua;
– perdite negli inverter;
– perdite nei circuiti in alternata.
Le perdite nel quadro di corrente continua dipendono dalla lunghezza dei cavi: cablaggi più lunghi provocheranno maggiori perdite.
Il fenomeno del mismatching è dovuto alle piccole differenze nelle caratteristiche elettriche che ci sono tra i vari moduli; in base alla configurazione delle stringhe questo può comportare una diminuzione dell’energia prodotta.

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