Dimensionamento
Il dimensionamento è un'operazione complessa , poiché dipende da una serie di fattori di tipo climatico, tecnico, economico, architettonico, che vanno visti nella loro interazione.
Comunque Con un poco di attenzione e' possibile dimensionare adeguatamente il proprio impianto.
1) Individuare la potenza complessiva dei moduli necessaria per soddisfare determinati scopi elettrici. La potenza nominale di un modulo fotovoltaico (e quindi di un impianto fotovoltaico) si misura in kWp, cioè in "kilowatt di picco".
2) Calcolare la radiazione solare media nel luogo di installazione dell'impianto
3) individuare l'inclinazione e orientamento dei moduli
4) stimare la producibilita' dell'impianto conoscendo l'efficienza dei moduli e l'efficienza di conversione
Analizziamo i punti per in dettaglio:
1) Potenza complessiva necessaria: Generalmente per uso domestico e' sufficiente un impianto da 3kWp. Un impianto del genere puo' soddisfare il fabbisogno di una famiglia. In base allo spazio disponibile e' possibile anche ridurre le dimensioni e soddisfare parzialmente le esigenze, e alle condizioni di radiazione solare.
2) Radiazione solare media nel luogo dell'impianto: In base alla posizione geografica al periodo dell'anno la presenza di ostacoli, si puo' conoscere quale e' la radiazione solare media incidente sui nostri moduli. Vi sono dei calcoli matematici che permettono di avere il valore medio della radiazione, nella tabella sottostante e' possibile conoscere il valore medio stimato per ciascun mese in Kwh/mq (valore giornaliero medio) considerando 3 aree nord, centro, sud, con pannelli inclinati di 30 gradi e rivolti verso sud, coefficiente di riflessione di 0.25. (calcolo in base a Norma UNI 8477/1)
Comunque Con un poco di attenzione e' possibile dimensionare adeguatamente il proprio impianto.
1) Individuare la potenza complessiva dei moduli necessaria per soddisfare determinati scopi elettrici. La potenza nominale di un modulo fotovoltaico (e quindi di un impianto fotovoltaico) si misura in kWp, cioè in "kilowatt di picco".
2) Calcolare la radiazione solare media nel luogo di installazione dell'impianto
3) individuare l'inclinazione e orientamento dei moduli
4) stimare la producibilita' dell'impianto conoscendo l'efficienza dei moduli e l'efficienza di conversione
Analizziamo i punti per in dettaglio:
1) Potenza complessiva necessaria: Generalmente per uso domestico e' sufficiente un impianto da 3kWp. Un impianto del genere puo' soddisfare il fabbisogno di una famiglia. In base allo spazio disponibile e' possibile anche ridurre le dimensioni e soddisfare parzialmente le esigenze, e alle condizioni di radiazione solare.
2) Radiazione solare media nel luogo dell'impianto: In base alla posizione geografica al periodo dell'anno la presenza di ostacoli, si puo' conoscere quale e' la radiazione solare media incidente sui nostri moduli. Vi sono dei calcoli matematici che permettono di avere il valore medio della radiazione, nella tabella sottostante e' possibile conoscere il valore medio stimato per ciascun mese in Kwh/mq (valore giornaliero medio) considerando 3 aree nord, centro, sud, con pannelli inclinati di 30 gradi e rivolti verso sud, coefficiente di riflessione di 0.25. (calcolo in base a Norma UNI 8477/1)
| Nord | Centro | Sud | |
|
GENNAIO |
2,54 |
1,.90 |
3,39 |
|
FEBBRAIO |
3,42 |
2.70 |
4.27 |
|
MARZO |
4,55 |
3.90 |
5,25 |
|
APRILE |
5,39 |
5.11 |
5,38 |
|
MAGGIO |
5,31 |
6.29 |
6,33 |
|
GIUGNO |
6,08 |
6.10 |
6,14 |
|
LUGLIO |
6,22 |
6.17 |
6,19 |
|
AGOSTO |
5,26 |
6.08 |
6,14 |
|
SETTEMBRE |
4,45 |
5.30 |
5,09 |
|
OTTOBRE |
3,46 |
4.35 |
4,44 |
|
NOVEMBRE |
2,53 |
3.12 |
4,43 |
|
DICEMBRE |
2,00 |
2.49 |
3,20 |
3) Orientamento dei Moduli : L'orientamento ideale per i pannelli fotovoltaici e' il SUD. Le superfici esposte a sud godono della maggior quantita' di radiazione solare possibile. In ogni caso scostamenti anche significativi verso sud-est, sud-ovest comportano diminuzioni trascurabili della producubilita' dell'impianto.
Per quanto riguarda l'inclinazione dei moduli, quella ideale e' di circa 30 gradi, ma possono andare bene inclinazioni anche di 20 o 40 gradi. Bisogna prestare attenzione al caso in cui si ha un impianto connesso in rete da quello ad isola, in quest'ultimo caso bisogna tenere piu' in considerazione alla ricarica della batteria piuttosto che alla massima producibilita' di energia. Questo significa che per un impianto isolato bisogna privilegiare l'inclinazione che da la miglior resa invernale, quando c'e' più rischio di rimanere a corto di energia. In questo caso converrebbe avere una inclinazione maggiore (50 gradi e piu') per permettere di cogliere meglio la radiazione solare invernale, quando il sole e' piu' basso in orizzonte.
Per quanto riguarda l'inclinazione dei moduli, quella ideale e' di circa 30 gradi, ma possono andare bene inclinazioni anche di 20 o 40 gradi. Bisogna prestare attenzione al caso in cui si ha un impianto connesso in rete da quello ad isola, in quest'ultimo caso bisogna tenere piu' in considerazione alla ricarica della batteria piuttosto che alla massima producibilita' di energia. Questo significa che per un impianto isolato bisogna privilegiare l'inclinazione che da la miglior resa invernale, quando c'e' più rischio di rimanere a corto di energia. In questo caso converrebbe avere una inclinazione maggiore (50 gradi e piu') per permettere di cogliere meglio la radiazione solare invernale, quando il sole e' piu' basso in orizzonte.
4) Producibilita' dell'impianto: I rendimenti dei moduli fotovoltaici dipendono dalla tecnologia con cui sono costruite le celle fotovoltaiche, e variano dal 6% al 15% con le attuali tecnologie di costruzione. Vengono espressi in condizioni standard di irraggiamento (1 kW/mq a 25 gradi, 1000). Questo significa che considerando un valore di efficienza del 10% occorreranno 10 metri quadrati per avere una potenza di 1 kWp. A questo valore occorre sottrarre la perdita di efficienza di conversione non dovuta ai moduli ma alla restante parte del sistema (Balance Of System). Possiamo considerare questo valore intorno all'85%. Occorre correggere la producibilita' stimata in base ai dati di radiazione solare del luogo ove e' situato l'impianto
Con un esempio:
Per un impianto situato in italia centrale, possiamo stimare in 1600 kWh/mq la radiazione solare media incidente annua, supponendo una efficienza dei pannelli del 10% abbiamo un valore di 180kWh/mq , con una ulteriore perdita di efficienza del sistema, arriveremmo a 150khW/mq. Per poter produrre 3000kWh annue medie occorre installare 20mq di pannelli.
Aumentando l'efficienza dei pannelli (es. 15%) e supponendo di stare a sud italia con 1800 kWh/mq di radiazione media annua otterremo 270kWh/mq di energia disponibile, sottraendo l'efficienza del sistema avremo circa 220kWh/mq per poter produrre 3000kWh occorrera' installare circa 14mq di pannelli.
Per un impianto situato in italia centrale, possiamo stimare in 1600 kWh/mq la radiazione solare media incidente annua, supponendo una efficienza dei pannelli del 10% abbiamo un valore di 180kWh/mq , con una ulteriore perdita di efficienza del sistema, arriveremmo a 150khW/mq. Per poter produrre 3000kWh annue medie occorre installare 20mq di pannelli.
Aumentando l'efficienza dei pannelli (es. 15%) e supponendo di stare a sud italia con 1800 kWh/mq di radiazione media annua otterremo 270kWh/mq di energia disponibile, sottraendo l'efficienza del sistema avremo circa 220kWh/mq per poter produrre 3000kWh occorrera' installare circa 14mq di pannelli.