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Impianto fotovoltaico grid connected

Tempo di lettura stimato: 5 minuti

Che cos’è un impianto fotovoltaico grid connected? Come funziona? Come si progetta? Scopri tutto in questo articolo di approfondimento

Installare un impianto fotovoltaico è il modo migliore per produrre energia pulita e risparmiare sui costi della bolletta. Un impianto di tipo grid-connected è la scelta più indicata se si cerca una fornitura stabile e la possibilità di cedere al gestore nazionale l’energia elettrica prodotta e non utilizzata sul posto.

Come si progetta un impianto fotovoltaico grid connected?

Se devi progettare un impianto fotovoltaico grid conneted, o un qualsiasi altro tipo d’impianto fotovoltaico, e vuoi essere sicuro che abbia un rendimento ottimale e che sia calcolato, posizionato e dimensionato al meglio, può esserti d’aiuto utilizzare uno specifico software per il fotovoltaico. Ma andiamo con ordine e vediamo nel dettaglio quali tipi di impianto fotovoltaico esistono, quali sono le caratteristiche principali e quali strumenti utilizzare per evitare errori di valutazione.

Cosa vuol dire impianto fotovoltaico grid connected

Un impianto fotovoltaico grid-connected, o impianto fotovoltaico connesso alla rete, è un sistema di generazione di energia solare che è collegato alla rete elettrica nazionale o locale. Questo tipo di impianto sfrutta l’energia solare per generare elettricità attraverso pannelli fotovoltaici e trasmette poi l’energia prodotta, tutta o in parte, direttamente alla rete elettrica, convertita in corrente alternata.

Come funziona

L’impianto fotovoltaico grid-connected è costituito da un campo fotovoltaico deputato alla raccolta di energia solare, suddiviso in diverse stringhe di moduli fotovoltaici disposte parallelamente.

È essenziale orientare i pannelli fotovoltaici in modo ottimale per beneficiare dell’esposizione al sole. L’esposizione migliore è tra sud, sud-est/ovest, est ma occorre considerare anche fattori più specifici del luogo come la presenza di alberi o edifici circostanti che possono proiettare ombra sui pannelli, rilievi montuosi, ecc.

Il componente distintivo di un impianto grid connected è l’inverter, necessario per la conversione dell’energia generata dal campo fotovoltaico, ovvero la corrente continua (DC), in energia per la rete elettrica sotto forma di corrente alternata (AC). È da sottolineare che, essendo “connesso alla rete”, l’impianto richiede cavi di connessione resistenti alle elevate temperature e ai raggi UV.

Tutte queste parti concorrono al funzionamento dell’impianto, e alla produzione di energia che viene successivamente immessa nella rete nazionale.

modellazione impianto fotovoltaico - solarius-pv

Modellazione impianto fotovoltaico 3D con Solarius-PV

Tipologie di impianto fotovoltaico

Esistono diverse tipologie di impianto fotovoltaico che si differenziano per l’utilizzo dell’energia elettrica prodotta:

  • impianti fotovoltaici autonomi (stand-alone o off-grid)): questi sistemi non sono collegati alla rete elettrica di distribuzione, pertanto l’energia generata è interamente impiegata per soddisfare il fabbisogno dell’edificio individuale su cui, o vicino al quale, sono installati. Gli impianti fotovoltaici autonomi rappresentano la soluzione ottimale per garantire la produzione di energia anche nelle aree remote non servite dalla rete elettrica di distribuzione;
  • impianti fotovoltaici collegati alla rete (grid-connected): in questo contesto, l’impianto è connesso alla rete elettrica. L’energia generata viene prelevata dal gestore della rete di distribuzione, mentre, al contrario, viene fornita dal gestore della rete elettrica durante le ore in cui l’impianto non genera energia. L’energia elettrica prodotta e immessa nella rete costituisce un credito per l’utente;
  • impianti fotovoltaici ibridi: questi impianti sono collegati alla rete elettrica, ma la presenza di un accumulatore consente di utilizzare l’energia solare immagazzinata per soddisfare completamente il fabbisogno dell’utente. Nel caso in cui anche l’energia accumulata sia consumata, l’edificio si ricollegherà alla rete attraverso una centralina elettrica.

In base alla posizione dei pannelli, invece, esistono impianti fotovoltaici:

  • su copertura;
  • su facciata o frangisole (brise soleil) di edifici nuovi od esistenti;
  • a terra (parchi fotovoltaici con pannelli anche del tipo “girasole”);
  • su terrazzo piano;
  • su pensilina fotovoltaica (parcheggio).
installazione impianto fotovoltaico

Installazione impianto fotovoltaico su copertura

Fotovoltaico stand-alone e grid-connected: le differenze

Le principali differenze tra un impianto fotovoltaico grid-connected e uno stand-alone  riguardano la connessione alla rete elettrica, la gestione dell’energia e l’indipendenza energetica. Ecco una panoramica delle differenze:

  • connessione alla rete
    • grid-connected: questo tipo di impianto è collegato alla rete elettrica nazionale o locale. L’energia prodotta può essere utilizzata localmente e/o immessa nella rete. Inoltre, quando l’impianto non produce abbastanza energia, è possibile attingere elettricità dalla rete
    • stand-alone: in un impianto stand-alone, l’energia prodotta viene utilizzata direttamente per alimentare i carichi locali o immagazzinata nelle batterie di accumulo per l’uso quando il sole non è disponibile (ore notturne, giornate poco soleggiate, ecc.). Non c’è connessione alla rete elettrica esterna
  • gestione dell’energia
    • grid-connected: in un impianto collegato alla rete, l’energia in eccesso può essere immessa nella rete, e il proprietario può ricevere crediti o compensazioni per questa energia. L’approvvigionamento di energia dalla rete è possibile quando l’impianto non produce abbastanza
    • stand-alone: in un impianto stand-alone, l’energia deve essere gestita localmente. Spesso sono presenti sistemi di accumulo di energia, come batterie, per garantire un approvvigionamento continuo quando il sole non è disponibile
  • affidabilità energetica
    • grid-connected: gli impianti collegati alla rete offrono una maggiore affidabilità, poiché possono attingere energia dalla rete quando la produzione solare è insufficiente
    • stand-alone: gli impianti stand-alone dipendono completamente dalla produzione solare e dalla capacità delle batterie di immagazzinare energia. La loro affidabilità è legata alle condizioni meteorologiche e alla dimensione del sistema di accumulo
  • applicazioni e utilizzo
    • grid-connected: Comunemente utilizzato in aree urbane e suburbane, l’impianto grid-connected è adatto per chi desidera contribuire all’energia rinnovabile, beneficiare delle tariffe di net metering e avere un approvvigionamento energetico affidabile
    • stand-alone: Gli impianti stand-alone sono ideali in luoghi isolati, dove non è disponibile l’accesso alla rete elettrica. Sono spesso usati in applicazioni come stazioni meteorologiche, sistemi di pompe per l’acqua, o case fuori rete.

In sintesi, la principale distinzione tra i due tipi di impianti è la connessione o meno alla rete elettrica, con conseguenti differenze nella gestione dell’energia e nell’affidabilità energetica.

Come progettare un impianto fotovoltaico

Progettare un impianto fotovoltaico richiede una pianificazione accurata e la considerazione di diversi fattori, tra cui:

  • Analisi del Luogo
    Posizione geografica: valuta la posizione del sito per determinare l’esposizione solare e la quantità di irraggiamento solare disponibile
    Ombreggiamento: identifica eventuali ostacoli, come alberi o edifici, che potrebbero causare ombreggiamenti sugli array fotovoltaici
  • Dimensionamento dell’impianto
    Calcolo del carico energetico: stima il consumo energetico giornaliero dell’edificio o dell’apparecchio a cui l’impianto sarà collegato
    Dimensionamento degli impianti: determina la dimensione dell’impianto in base alla potenza richiesta e all’irraggiamento solare previsto
  • Selezione dei Componenti
    Pannelli fotovoltaici: scegli pannelli con l’efficienza e la capacità adeguate
    Inverter: seleziona un inverter adatto alla potenza dei pannelli fotovoltaici. Puoi optare per inverter centralizzati o string inverter, a seconda del progetto
    Strutture di supporto: valuta le opzioni per il montaggio dei pannelli, come telai fissi, sistemi di inseguimento solare, o strutture integrate negli edifici
  • Progettazione del Sistema
    Configurazione dell’array: determina l’orientamento e l’inclinazione ottimali per massimizzare l’irraggiamento solare
    Distribuzione degli elementi: pianifica la posizione dei pannelli, degli inverter e dei cavi in base alle caratteristiche del sito
  • Valutazione Economica
    Analisi finanziaria: valuta il ritorno sugli investimenti (ROI) e i benefici fiscali
    Costi: calcola i costi iniziali e operativi dell’intero impianto.

Tutti questi aspetti possono essere considerati in modo molto più semplice e utilizzando una procedura guidata, grazie ad un software fotovoltaico.

In questo video ti mostro un esempio pratico per sapere come procedere.

 

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