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Pannello fotovoltaico calcolatore delle perdite energetiche
Variazioni dell'efficienza e della resa energetica degli impianti fotovoltaici in funzione dell'angolo di inclinazione dei moduli fotovoltaici
Metodologia
Metodologia del calcolatore delle perdite energetiche
Determinare l'orientamento dei moduli rispetto al sole è fondamentale nella progettazione di impianti fotovoltaici. Il modulo fotovoltaico produrrà la massima energia quando i raggi solari incidono perpendicolarmente sulla sua superficie. Quanto migliori sono la posizione, l'orientamento e l'inclinazione dei pannelli fotovoltaici, tanto maggiore sarà la loro efficienza e la resa energetica. Di conseguenza, anche il risparmio per il cliente sarà maggiore.
Alle latitudini polacche, il posizionamento ottimale dei pannelli fotovoltaici è orientarli a sud con un'inclinazione di circa 35 gradi. In realtà, non è sempre possibile configurare l'impianto in questo modo. Si noti che i nostri clienti non hanno sempre tetti esposti a sud. È quindi possibile installare l'impianto su un tetto rivolto in un'altra direzione?
La tabella seguente mostra la percentuale di radiazione solare che raggiunge la superficie in funzione dell'inclinazione dei moduli (asse verticale) e dell'azimut (asse orizzontale).
Come si può vedere, gli impianti fotovoltaici orientati a sud-est e a sud-ovest causano lievi perdite (1-2%) nella produzione di energia elettrica.
Metodologia
Quanto migliori sono la posizione, l'orientamento e l'inclinazione dei pannelli fotovoltaici, maggiore sarà la loro efficienza e la resa energetica. Di conseguenza, maggiori saranno anche i risparmi per il cliente.
Quando si progettano impianti diversi da quelli orientati a sud, la soluzione migliore è distribuire uniformemente l’impianto su due falde e sovradimensionarlo leggermente, in modo che i valori effettivi dell’energia prodotta dal fotovoltaico corrispondano al fabbisogno reale dell’utenza. Con una configurazione di questo tipo, possiamo anche scegliere un inverter di potenza inferiore, con un notevole risparmio.
I moduli fotovoltaici installati a terra, su tetto piano o su tetto a falda nell’emisfero settentrionale saranno sempre orientati verso sud per massimizzare la quantità di radiazione che raggiunge la loro superficie durante il giorno. L’angolo di inclinazione dei moduli fotovoltaici dipende da diversi fattori:
– Latitudine
– Periodo dell’anno in cui l’impianto fotovoltaico dovrà funzionare
– Spazio disponibile per l’installazione.
Nella parte meridionale del Paese, l’inclinazione ottimale dei pannelli è di circa 20-40 gradi, mentre nel nord è di 30-45 gradi. Tuttavia, vale la pena ricordare che non esiste un unico angolo di inclinazione ottimale: varia a seconda della stagione. In estate, la quantità di radiazione solare è molto maggiore che in inverno. Quando vogliamo utilizzare l’energia elettrica solo in estate (ad es. in una casa vacanze sul lago), l’impianto dovrebbe essere inclinato di 10-15 gradi. Per alimentare gli edifici solo in inverno, l’angolo di inclinazione dovrebbe essere di 60 gradi, come mostrato in figura.
Esempio
Esempio
Per analizzare il problema, nell'app EasySolar abbiamo simulato la resa di un impianto fotovoltaico da 15,8 kWp orientato a sud, con diversi angoli di inclinazione dei moduli. I risultati sono presentati nel grafico seguente.
Sulla base della simulazione sopra riportata, abbiamo creato un calcolatore delle perdite di energia elettrica rispetto alla produzione in funzione dell'inclinazione ottimale dei pannelli.
Come si può vedere, i valori della produzione annua totale raggiungono il massimo con un angolo di inclinazione pari a 35 gradi. Tuttavia, un’inclinazione di 30-40 gradi non comporta elevate perdite nella produzione annua totale. Il grafico mostra invece un effetto nettamente sfavorevole per un angolo inferiore a 20 gradi e superiore a 60, dove le perdite di resa energetica superano già 1 MWh all’anno.
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