Home » Notizie » Rinnovabili ed edilizia sostenibile » Dimensionamento impianto fotovoltaico

Dimensionamento impianto fotovoltaico

Dimensionamento impianto fotovoltaico

Tempo di lettura stimato: 6 minuti

Dimensionamento impianto fotovoltaico: come farlo correttamente con l’ausilio di un software gratis ed un esempio da scaricare

Dimensionare un impianto fotovoltaico è una operazione complessa in quanto incide sul rendimento e sulla produttività dell’impianto stesso. Essa consente di ottenere un’analisi molto realistica della produttività e della convenienza economica dell’intervento. Si tratta di una procedura fondamentale per consentire la corretta produzione di energia elettrica per soddisfare i consumi. Nel processo di dimensionamento ci sono molte variabili da tenere in conto e molti aspetti da non sottovalutare: per questo ti consiglio di affidarti ad un software per la progettazione del fotovoltaico che ti guida passo passo in ogni fase: progettazione 3D, dimensionamento, analisi economica e schema unifilare in un’unica soluzione.

In questo articolo ti mostro come procedere per il corretto dimensionamento di un impianto fotovoltaico.

L’importanza del fotovoltaico per la produzione di energia

Secondo un rapporto del GSE (gestore dei servizi energetici), in Italia si contano oltre un milione di impianti fotovoltaici già installati al 31 dicembre 2021.

La potenza complessiva supera i 22.500 MW: in tanti hanno già investito nella realizzazione di impianti fotovoltaici che consentono di produrre energia sfruttando l’irraggiamento solare.

I vantaggi dell’installazione di un impianto fotovoltaico a servizio di un edificio sono molteplici: esso sfrutta l’energia primaria, quella del sole, trasformandola in energia elettrica, producendo energia green. Il risparmio in termini economici è importante: i costi delle bollette sono drasticamente ridotti. L’impatto ambientale è molto contenuto, così come l’usura e i conseguenti costi di manodopera. Si verifica un miglioramento della classe energetica dell’immobile nonché il valore dello stesso.

Come dimensionare un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è formato da:

  • generatore;
  • inverter;
  • quadri elettrici;
  • accumulo (eventuale).
Schema impianto fotovoltaico

Schema impianto fotovoltaico

Per poter dimensionare correttamente un impianto fotovoltaico, bisogna come prima cosa individuare i fabbisogni di energia, ossia stabilire quanti kWh vengono mediamente consumati in un lasso di tempo definito (un anno).

Definito il fabbisogno, occorre individuare la potenza necessaria, anche in considerazione di tutte le variabili in gioco di seguito analizzate.

Dimensionamento impianto fotovoltaico: le variabili da considerare

Per procedere correttamente, devi tener conto di:

  • fabbisogno energetico da soddisfare;
  • sito di installazione;
  • altre variabili.
Dimensionamento impianto fotovoltaico: definizione dei parametri dell’impianto

Definizione dei parametri dell’impianto

Sito di installazione

La grandezza dell’impianto fotovoltaico connesso alla rete di distribuzione va definita tenendo conto, oltre che della disponibilità economica, anche di:

  • disponibilità di spazi sui quali installare l’impianto fotovoltaico;
  • disponibilità della fonte solare;
  • fattori morfologici e ambientali (ombreggiamento e riflettanza).

L’impianto è in genere posizionato sulla copertura degli edifici. Occorre valutare preliminarmente se la zona in cui è ubicato l’impianto sia soggetta ad eventuali vincoli ambientali e/o paesaggistici e verificare sempre a priori l’impatto visivo finale che deve risultare contenuto.

Sito di applicazione impianti fotovoltaici

Sito di applicazione impianti fotovoltaici

 

Dimensionamento impianto fotovoltaico, definizione dell’ambiente

Dimensionamento impianto, del sito di installazione

Irraggiamento

Occorre definire il valore di irraggiamento tipico della zona di installazione. La disponibilità della fonte solare è fornita dalla norma UNI 10349 che contiene i valori giornalieri medi mensili dell’irradiazione solare sul piano orizzontale. Il software Solarius-PV già dispone dei dati di irraggiamento su tutto il territorio azionale: è sufficiente selezionare il comune in cui ricade l’intervento.

<yoastmark class=

Irradiazione giornaliera media mensile sul piano orizzontale [kWh/m²] – Fonte dati: UNI 10349:2016 – Solarius-PV

Il diagramma solare: ombreggiamento e riflettanza

Nel progetto di un impianto fotovoltaico è fondamentale lo studio del diagramma solare e del fenomeno di ombreggiamento che condiziona molto la produttività dell’impianto stesso.

Analizzando il sito di installazione, bisogna individuare eventuali ostacoli che interferiscono con la luce solare, elementi artificiali o naturali che producono effetti di schermatura e quindi determinano la riduzione degli apporti solari, nonché il tempo di ritorno dell’investimento.

 

Diagramma solare Solarius PV

Diagramma solare Solarius-PV

In definitiva occorre calcolare il coefficiente di ombreggiamento, funzione della morfologia del luogo e la riflettanza, che tiene conto del plus di radiazione dovuta alla riflettanza delle superfici della zona in cui è inserito l’impianto.

Procedure di calcolo

Il principio progettuale normalmente utilizzato per un impianto fotovoltaico è quello di massimizzare la captazione della radiazione solare annua disponibile.

Di norma, il generatore fotovoltaico deve essere esposto alla luce solare nel migliore di modi, scegliendo per lo più l’orientamento a Sud ed evitando fenomeni di ombreggiamento. In funzione degli eventuali vincoli architettonici della struttura che ospita il generatore stesso, sono comunque adottati orientamenti diversi e sono ammessi fenomeni di ombreggiamento, purché adeguatamente valutati. Perdite di energia dovute a tali fenomeni incidono sul sul rendimento dell’impianto e sul tempo di ritorno dell’investimento.

Dimensionamento impianto fotovoltaico Solarius-PV

Dimensionamento impianto fotovoltaico Solarius-PV

Dal punto di vista dell’inserimento architettonico, nel caso di applicazioni su coperture a falda, la scelta dell’orientazione e dell’inclinazione va effettuata tenendo conto che è generalmente opportuno mantenere il piano dei moduli parallelo o addirittura complanare a quello della falda stessa. Ciò in modo da non alterare la sagoma dell’edificio e non aumentare l’azione del vento sui moduli stessi. In questo caso, è utile favorire la circolazione d’aria fra la parte posteriore dei moduli e la superficie dell’edificio, al fine di limitare le perdite per temperatura.

Criterio di stima dell’energia prodotta

L’energia generata dipende da una serie di fattori, quali:

  • sito di installazione (latitudine, radiazione solare disponibile, temperatura, riflettanza della superficie antistante i moduli);
  • esposizione dei moduli: angolo di inclinazione (Tilt) e angolo di orientazione (Azimut);
  • eventuali ombreggiamenti o insudiciamenti del generatore fotovoltaico;
  • caratteristiche dei moduli: potenza nominale, coefficiente di temperatura, perdite per disaccoppiamento o mismatch;
  • caratteristiche del BOS (Balance Of System).

Il valore del BOS può essere stimato direttamente oppure come complemento all’unità del totale delle perdite, calcolate mediante le seguenti formule:

Totale perdite standard [%] =  [1 – (1 – a – b) x (1 – c – d) x (1 – e) x (1 – f)] + g

Totale perdite con ottimizzatore [%] = [1 – (1 – a – b) x (1 – d) x (1 – e) x (1 – f)] + g

per i seguenti valori:

  • a: perdite per riflessione;
  • b: perdite per ombreggiamento;
  • c: perdite  per mismatching;
  • d: perdite per effetto della temperatura;
  • e: perdite nei circuiti in continua;
  • f: perdite negli inverter;
  • g: perdite nei circuiti in alternata.

Criterio di verifica elettrica

La norma di riferimento per il dimensionamento dei cavi è la CEI UNEL 35024 – 35026. Le regole per scegliere e dimensionare correttamente le condutture elettriche in bassa tensione sono indicate nella norma CEI 64.8 parte 5 che, per il calcolo della portata dei cavi, rimanda (art 523) alle tabelle CEI UNEL 35024/1, 35024/2 per le modalità di posa in aria e 35026 per la posa interrata.

La portata dei cavi è

la corrente massima ammissibile, per periodi prolungati, da qualsiasi conduttore in servizio ordinario e deve essere tale che la temperatura massima di funzionamento non superi il valore appropriato indicato nella tabella 52D.

Dimensionamento impianto fotovoltaico: verifiche elettriche

Verifiche elettriche

Dimensionamento impianto e definizione dell’accumulo

Un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo funziona secondo il seguente meccanismo:

  1. l’energia solare viene captata dai pannelli solari come energia elettrica continua;
  2. l’energia continua viene trasformata in alternata dall’inverter;
  3. l’energia alternata viene utilizzata immediatamente dall’utente o, se non auto consumata, viene stoccata nel sistema di accumulo, dal quale viene prelevata quando l’impianto non produce energia elettrica.

 

Dimensionamento impianto fotovoltaico: definizione dell’accumulo

Definizione dell’accumulo

Esempio progetto impianto fotovoltaico

Di seguito ti fornisco una relazione tecnica con il progetto di un impianto fotovoltaico a servizio di una villetta e il file di esempio di progetto che puoi aprire con la versione trial di Solarius-PV.

Dimensionamento impianto fotovoltaico software free

Uno scorretto dimensionamento dell’impianto fotovoltaico può essere controproducente: un impianto troppo piccolo o troppo grande può essere svantaggioso perché porta ad una riduzione dei benefici. Per evitare di compromettere le prestazioni energetiche del tuo edificio, ti consiglio di affidarti ad un software professionale specifico per il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico che ti aiuta nella procedura. Puoi provarlo gratis per 30 giorni e apprezzarne tutti i benefici.

 

solarius-pv
solarius-pv

 

0 commenti

Lascia un Commento

Cosa ne pensi?
Lascia un commento sull'articolo.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *