Dimensione fotovoltaico: il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico in base all’abitazione. Il calcolo
Dimensione fotovoltaico e metri quadrati
Dimensionare l’impianto fotovoltaico significa dimensionare in termini di metri quadri necessari la superficie dei moduli, ciò deve essere correlato allo studio dell’irraggiamento del sito e alla determinazione dell’inclinazione tale per cui il modulo riesce a massimizzare la sua efficienza e quindi produrre il maggior quantitativo di energia elettrica.
Come primo approccio occorre desumere dai tabulati dell’ultimo anno, o meglio ancora fare una media dei valori dell’ultimo triennio, il fabbisogno elettrico dell’utenza (singola famiglia, palazzina, o in linea generale qualsiasi altra utenza ). I dati statistici rivelano che il consumo medio annuo di una famiglia tipo si aggira attorno ai 3.500 KWh/anno.
Le parti dell’impianto che vengono dimensionate sono : il campo fotovoltaico e il sistema di accumulo. Queste sono le componenti principali dall’impianto che una volta dimensionate determinano automaticamente le dimensioni dei restanti componenti dell’impianto.
Per la dimensione fotovoltaico, i dati di partenza sono:
– Posizione geografica dell’impianto (latitudine)
– Irraggiamento solare (durata giornaliera, intensità)
– Temperatura ambientale media (anche la temperatura influenza il rendimento di un impianto)
– Superficie a disposizione. Se si dispone di uno spazio sufficientemente grande si possono impiegare dei moduli più convenienti a rendimento minore (che necessitano però di superfici maggiori).
– Fabbisogno energetico degli apparecchi collegati. È importante scegliere degli apparecchi a basso consumo energetico, come pompe e frigoriferi speciali, lampade a risparmio. Un fabbisogno energetico minore comporta un impianto FV più piccolo e quindi minor costo di acquisto
Partendo dal fabbisogno energetico dell’edificio di interesse si opererà alla ricerca della soluzione che più di tutte possa espletare al meglio alle esigenze energetiche anche in relazione alle esigenze della Committenza e delle risorse economiche a disposizione della stessa.
Moduli fotovoltaici e dimensione fotovoltaico
Si dovranno stimare le potenzialità dei moduli fotovoltaici da scegliere. In media, un impianto con potenza nominale pari a 2.000 – 3.000 Wp (watt di picco) realizzato con moduli fotovoltaici in silicio monocristallino o policristallino occupa circa 15 metri quadrati di superficie di copertura ed è in grado di produrre in un anno circa 2.700 kWh/anno nel Nord Italia, 3.200 kWh/anno nel Centro Italia e 3.800 kWh/anno nel Sud Italia; questi valori variano a seconda della tecnologia su cui si basa il modulo. In generale con una superficie pennellata di 20-25 mq si garantisce la totale copertura del fabbisogno elettrico annuo di una famiglia media.
Una volta valutate le caratteristiche proprie in termini superficie, di Potenza di picco, Tensione a vuoto, Tensione in esercizio; verificata la Conformità dei moduli secondo la Normativa CEI EN 61215.ISO/IEC 17025 e la Marcatura CE. Si dovrà procedere a una indagine di mercato che consenta l’individuazione dei prodotti che possano risultare più vantaggiosi economicamente e in termini di prestazioni specifiche.
Il posizionamento dei pannelli dovrà essere studiato in modo da garantire il massimo irraggiamento per il maggior numero di ore della giornata. Le superfici delle coperture degli edifici, da questo punto di vista, dovrebbero consentire di posizionare gli elementi richiesti in modo che siano esposti in porzioni di copertura privi di ombre riportate e minima esposizione ai venti dominanti, tenendo conto delle esigenze di ispezionabilità dei componenti durante eventuali fasi di manutenzione, per il fissaggio si dovranno utilizzare elementi in acciaio, alluminio e plastica conformi alle direttive delle norme vigenti.
L’inclinazione dei moduli viene regolata in funzione dell’esigenza che la loro funzionalità sia estesa a tutto l’arco dell’anno o ci siano periodi certi di maggior concentrazione di consumo, a tal proposito occorrerà calcolare e posizionare gli stessi secondo gli angoli azimutale e zenitale corretti. L’orientamento ideale è di circa 30 gradi verso Sud, ma in ogni caso anche scegliendo angoli di 20 o di 40 gradi la produzione rimane molto simile all’ideale, la stessa cosa nel caso il tetto non guardi a Sud, ma sia orientato verso Est o ad Ovest. L’importante è non avere il tetto rivolto a Nord perchè in tal caso l’impianto solare sarebbe inutile! Le inclinazioni scelte devono permettere di trasformare energia solare con un buon rendimento ( anche tenuto conto delle perdite dovute a riflessione, mismatching, perdite sull’Inverter e perdite in connessione) in tutti i mesi dell’anno. Attualmente sono in corso delle sperimentazioni e studi pratici che hanno reso possibile la produzione di energia fotovoltaica con buoni rendimenti anche disponendo i moduli sulle pareti verticali degli edifici. In questo modo si creano interessanti giochi architettonici molto gradevoli. Ovviamente questi discorsi sono impraticabili all’interno di centri storici!
Inverter e dimensione fotovoltaico
In relazione alla scelta adottata a livello di moduli fotovoltaici ci si adopererà per la scelta di Inverter più coerente da accoppiare ai moduli. Si devono considerare le caratteristiche tecniche della tipologia di Inverter in termini di Potenza nominale, Potenza max in uscita e fattori di efficienza. In questo ambito non si può fare a meno del sussidio di un tecnico specializzato.
Costi e dimensione fotovoltaico
Un impianto da 3 KW pad uso familiare, arriva a costare dai 15 ai 20.000 € I.V.A , trasporto e montaggio inclusi; necessita di una superficie di moduli di 20 – 25 mq. Il Decreto Ministeriale 28 luglio 2005 ha previsto un contributo statale per incentivare l’installazione. Al costo dell’intero impianto si può detrarre il recupero dell’IRPEF del 36%, oltre a possibili finanziamenti o contributi regionali aggiuntivi per l’installazione di impianti fotovoltaici.
Calcolare i tempi di ammortizzamento delle spese è un po’ complesso perché sono funzione di diversi parametri ( potenzialità dell’impianto, manutenzione, consumi effettivi, variazioni future del costo dello scatto ) insomma, considerando una vita minima dei moduli di 30 anni, si può dire che, per un impianto dimensionato per le esigenze di una famiglia media, dovrebbero essere necessari dai 5 ai 9 anni per recuperare l’investimento con i benefici ricavati dall’energia prodotta dall’impianto.
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