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Gli impianti fotovoltaici: dove e come posizionare un impianto

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Quali sono i criteri essenziali per posizionare un impianto fotovoltaico su un edificio? Alcune considerazioni tecnico-pratiche per quanto riguarda l’orientamento e il dimensionamento dell’impianto.

Nella scelta del posizionamento di un impianto fotovoltaico su un edificio deve essere considerato come primo  fattore l’assenza di ombreggiamenti e poi ovviamente l’esposizione.

Tipicamente viene utilizzata la copertura dell’edificio, raramente le superfici verticali, per realizzare dei frangisole o altre strutture atte a integrarsi nell’edificio, salvo la possibilità di utilizzo di pannelli fotovoltaici frangisole orientabili posizionabili come rivestimento di facciata, ad esempio di palazzine a uso uffici (Fig. 1).

Occorre considerare altresì il posizionamento degli inverter in luogo abbastanza prossimo al campo fotovoltaico costituito dai moduli, in modo da limitare le dispersioni sui cavi di continua che incidono sulla produzione, e in luogo possibilmente riparato da polvere o altri fenomeni atmosferici e comunque abbastanza ventilato in modo da poter dissipare il calore prodotto dalle macchine nelle ore di funzionamento.

Tipicamente negli edifici residenziali si utilizza il garage o un sottoscala, mentre in capannoni industriali si realizza un locale inverter, se possibile esterno, e comunque in aderenza al capannone.

Considerazioni rispetto all’orientamento
Ovviamente sono da privilegiare le falde orientate a sud (angolo di azimut uguale a 0), soprattutto in ambito residenziale dove la maggior inclinazione della falda porta a incidere maggiormente sull’irraggiamento diretto. Tuttavia anche le esposizioni a est e a ovest sono comunemente realizzate, soprattutto da quando il costo degli impianti è notevolmente diminuito.

Con basse inclinazioni (angolo di Tilt) della falda anche le falde orientate a nord possono essere considerate per la realizzazione dell’impianto, in quanto talvolta un incremento del numero di moduli installati può servire a ottimizzare i costi fissi dell’impianto che si sta progettando.

Un impianto fotovoltaico orientato a sud massimizza l’energia prodotta in un anno, rispetto a un impianto ad esempio orientato a est. Il primo avrà tipicamente un picco di produzione nelle ore centrali della giornata; il secondo avrà quasi tutta la produzione nella prima parte della giornata.

Un soggetto che voglia massimizzare la quantità di energia che riesce a consumare istantaneamente rispetto alla produzione fotovoltaica, per motivi di valorizzazione economica dell’energia, è facile che riesca a sfruttare meglio un impianto realizzato sulle falde est e ovest dell’edificio.

In questo caso la produzione giornaliera risulta uniformemente distribuita nelle ore di luce, rispetto a un impianto orientato a sud che ha buona parte della produzione nelle ore centrali della giornata (Fig. 2).

Considerazioni rispetto al dimensionamento
Nell’ambito della progettazione, il dimensionamento dell’impianto si fa usualmente tenendo conto della potenza desiderata o necessaria a coprire un certo fabbisogno nonché delle condizioni di insolazione del posto di installazione strettamente dipendenti dall’eliofania del luogo a sua volta dipendente principalmente dalla latitudine, dall’esposizione, dall’inclinazione e dalla superficie disponibile del tetto (per impianti domestici) e dalle condizioni medie di nuvolosità: da tutti questi fattori si risale alla misura della superficie di pannelli fotovoltaici necessaria a soddisfare le specifiche di impianto in termini di potenza richiesta.

La superficie occupata da un impianto fotovoltaico è in genere poco maggiore rispetto a quella occupata dai soli moduli fotovoltaici, che richiedono, per la tecnologia policristallino e monocristallino, circa 8 m²/kW se montati in modo complanare alla superficie; nel caso in cui, invece, i moduli siano montati in modo non complanare si deve tenere conto dell’ombra che gli stessi pannelli producono e quindi la superficie impiegata è di circa 20 m²/kW. Da osservare che ogni tipologia di cella ha un tipico consumo in termini di superficie: con le tecnologie a silicio amorfo oltre i 20 m²/kW e 9 m²/kW per la tecnologia CIS.

Negli impianti su terreno o tetto piano, è prassi comune distribuire geometricamente il campo su più file,  opportunamente sollevate singolarmente verso il Sole, in modo da massimizzare l’irraggiamento captato dai moduli. Queste file vengono stabilite per esigenze geometriche del sito di installazione e possono o meno corrispondere alle stringhe.


Fig. 1 – Impianto con elementi frangisole


Fig. 2 – Variazione dell’energia annua ottenibile da un impianto fotovoltaico al variare di orientamento e inclinazione per pannelli in film sottile (a sinistra) e per pannelli in silicio cristallino (a destra).

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