Quali caratteristiche deve avere un impianto fotovoltaico

Le caratteristiche di un impianto fotovoltaico destinato allo scambio sul posto sono determinate essenzialmente dal consumo di energia elettrica dell’utente e dalla tipologia ed estensione della superficie destinata ad accogliere l’impianto.

Il consumo di energia elettrica può essere ricavato dalla lettura della bolletta elettrica riepilogativa del consumo annuo o, meglio ancora, dalla media dei valori annui di consumo degli ultimi tre o quattro anni.

Il consumo di energia dipende da tanti fattori, tra i quali il comportamento dell’utenza e il numero e l’efficienza delle apparecchiature elettriche installate.

Dai dati statistici rilevati risulta che il consumo medio di una famiglia italiana è compreso tra i 3.000 e i 4.000 kWh/anno. (fonte: “I sistemi fotovoltaici collegati in rete ed integrati negli edifici”, pubblicazione curata da ISES e Ministero dell?Ambiente e della Tutela del Territorio, 2001)

Leggi “Come si può ridurre la domanda di energia” per trovare spunti interessanti che fanno risparmiare sui costi energetici.

Come determinare la superficie necessaria di un impianto fotovoltaico

I dati di progetto necessari sono i seguenti:

* la località nella quale è installato l’impianto;
* il consumo annuo di energia elettrica (kWh);
* l’inclinazione della superficie captante (gradi);
* l’orientamento della superficie captante.

Energia elettrica fornita per unità di superficie

Per il calcolo di dimensionamento, eseguito su base annua, vengono utilizzati i valori di radiazione media annuale. Vedi tabella media 1994-1999.
Per Milano, ad esempio, su un metro quadro di superficie esposta sul piano orizzontale la radiazione solare annua è pari a 1.307 kWh.

Se la superficie di captazione non è orizzontale è necessario moltiplicare questo valore di radiazione per un coefficiente correttivo che tenga conto dell’inclinazione e dell’orientamento della superficie.

I coefficienti correttivi da applicare sono riportati nella tabella successiva e tengono conto di inclinazioni da 20° a 90° (superfici verticali) e di orientamenti che vanno da 0 (corrispondente a SUD) a 90° (orientamento a EST o a OVEST).

Il valore positivo dell’orientamento corrisponde ad una esposizione verso OVEST mentre quello negativo corrisponde ad una esposizione verso EST.

L’energia solare incidente utile, calcolata moltiplicando la radiazione solare sul piano orizzontale per il coefficiente correttivo, non viene trasformata integralmente in energia elettrica utile.

È necessario considerare i vari rendimenti che ne riducono la potenzialità:

* il rendimento delle celle fotovoltaiche (dal 10 al 15% per le celle di silicio monocristallino e policristallino e dal 4 al 7% per le celle di silicio amorfo) (2);
* il rendimento di conversione (cioè della restante parte del sistema) determinato dal rapporto tra l’energia elettrica disponibile in corrente alternata alle utenze e l’energia elettrica in corrente continua ai morsetti dei moduli fotovoltaici (dal 75 all?85%).

Il rendimento di conversione dipende da molti fattori tra i quali: le perdite per effetto del surriscaldamento dei moduli fotovoltaici, le perdite dell’inverter, le perdite per imperfetto accoppiamento dei moduli e le perdite dovute alla resistenza elettrica nei cavi.

L?energia elettrica fornita per unit? di superficie, espressa in kWh/m2 anno, è data dal prodotto dell?energia solare incidente utile per i due rendimenti.

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