QUANTA ENERGIA PRODUCE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO? 

Quantificare l'energia prodotta da un impianto è molto importante in quanto anche il guadagno derivante dall'investimento è strettamente legato a questo dato.

I moduli solari non riescono a trasformare tutta la energia di irradiamento in energia elettrica. I moduli attualmente sul mercato permettono, a seconda del tipo, di raggiungere dei rendimenti (rapporto tra energia irradiata e energia ricavata) dal 3% al 16%. Cioè da un impianto FV con una superficie di un metro quadrato possono essere ricavati teoricamente fino a 160Wp.

Inoltre la quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico dipende da numerosi fattori:

• Valore della radiazione solare incidente e temperatura ambientale nel sito d’installazione(radiazione solare del luogo)
• Posizione dei moduli influisce sulla quantità di energia captata:  angolo di inclinazione rispetto al terreno (angolo di tilt) ed orientamento dei pannelli rispetto a Sud (angolo di azimut) 
  La produzione del pannello è massima quando i raggi del sole lo colpiscono perpendicolarmente, quindi con un angolo di 90 gradi.

Rispetto pertanto alla soluzione ottimale con inclinazione di 30° il sistema fotovoltaico perde circa il 10-12% nell’applicazione su superficie orizzontale e ben il 35% nell’applicazione su facciata verticale.

L’influenza dell’angolo di azimut è invece minore. In un intervallo di angoli di azimut compresi tra -45° e+ 45° rispetto al Sud (angolo di azimut compreso tra sud-est e sud-ovest) i valori della radiazione incidente non si discostano significativamente dal valore massimo. Orientando infatti i sistemi fotovoltaici a Sud-Est oppure a Sud-Ovest si avrebbe una perdita pari a solo il 5%.

• Eventuale presenza e quantità di impedimenti alla ricezione della luce solare.
• Rendimento delle varie parti che compongono l'impianto:  efficienza  dei moduli fotovoltaici e dell’inverter

Prendendo come riferimento un impianto da 1 kW di potenza nominale, con orientamento ed inclinazione ottimali ed assenza di ombreggiamento, non dotato di dispositivo di “inseguimento” del sole, in Italia è possibile stimare le seguenti producibilità annue massime:

regioni settentrionali 1.000 – 1.100 kWh/anno

regioni centrali 1.200 – 1.300 kWh/anno

regioni meridionali 1.400 – 1.500 kWh/anno

E’ opportuno sottolineare che il consumo annuo elettrico medio di una famiglia italiana è pari a circa 3.000 kWh.

Efficienza di un impianto fotovoltaico:

L’efficienza di trasformazione dell’energia solare in energia elettrica è data dal rapporto tra la potenza elettrica in uscita e la potenza della radiazione solare incidente. Questi parametri cambiano in

funzione delle condizioni di irraggiamento solare. (Come riferimento, si usano le condizioni standard di insolazione :potenza della radiazione incidente pari a 1000W/m², temperatura del modulo di 25 °C).

Ad esempio, un modulo con un’efficienza del 10% genera, in condizioni standard, una potenza elettrica (corrente continua) ai suoi morsetti di 100 Watt; 10 metri quadrati di moduli forniscono 1 kWp di potenza elettrica.

Sul sito http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/countries/europe/g13y_it.png  è riportata la mappa della radiazione solare annuale sul territorio Italiano.

Cos'è la POTENZA NOMINALE di un impianto fotovoltaico? 

La potenza nominale in uscita  di un impianto FV, definita anche come massima, di targa o di picco(Wp) , è la somma delle potenze nominali dei singoli pannelli fotovoltaici appartenenti alla stessa installazione. Queste grandezze vengono misurate alle condizioni definite standard, cioè a temperatura ambientale di 25 °C e radiazione di 1.0000 W/m2.

Il dimensionamento di un impianto FV

Nel calcolo del dimensionamento dell’impianto FV  entrano in gioco molteplici fattori:

• Posizione geografica dell’impianto (latitudine)

• Irradiamento solare (durata giornaliera, intensità), n.giorni di sole della zona

• temperatura ambientale media (anche la temperatura influenza il rendimento di un impianto)

• superficie a disposizione. Se si dispone di uno spazio sufficientemente grande si possono impiegare dei moduli più convenienti a rendimento minore (che necessitano però di

superfici maggiori).

• fabbisogno energetico dell’utenza in relazione agli apparecchi allacciati. È importante scegliere degli apparecchi a basso consumo energetico, come pompe e frigoriferi speciali, lampade a risparmio. Un fabbisogno energetico minore comporta un impianto FV più piccolo e quindi minor costo di acquisto.