Dimensionamento impianto fotovoltaico

Dimensionamento impianto fotovoltaico: cos'è e come funziona

Un impianto fotovoltaico offre molti vantaggi: porta energia all’interno della tua casa, ti fa risparmiare sui consumi e quindi sulle bollette e contribuisce alla salvaguardia dell’ambiente. E’ molto importante quindi dimensionare correttamente un impianto fotovoltaico.

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Dimensionamento dell’impianto fotovoltaico (Fonte: www.ingegneri.cc)

Che cos’è l’impianto fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico è un impianto elettrico, formato da più moduli fotovoltaici, che utilizzano l’energia solare per produrre energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico, attraverso materiali sensibili alla luce solare (ad esempio il silicio). La componente più importante di un impianto di questo tipo è campo fotovoltaico, l’insieme di tutti i pannelli dell’impianto. In genere per la produzione di 3 kWh bastano circa 13- 15 moduli da 200- 220 watt collegati in serie.

La tensione prodotta dipende:

  • dalla temperatura, 
  • dall’orientamento (quello ottimale è a sud) 
  • dall’inclinazione (deve essere intorno ai 30°).


I pannelli fotovoltaici vanno collegati per legge ad un sezionatore, secondo la norma CEI 64-8 che permette di scollegare l’impianto in caso di interventi sulla rete o quando ci sono scariche atmosferiche o picchi di tensione. L’inverter permette di trasformare la corrente continua prodotta in alternata e deve essere dimensionato in relazione alla potenza dei pannelli, in genere intorno ai 3 kWh.

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Come funziona un impianto fotovoltaico?

L’elemento di base di un impianto è la cella fotovoltaica. Si tratta di una cellula fotoelettrica le cui specifiche tecniche possono variare quando è esposta alla luce. I pannelli sono formati da un insieme di celle fotovoltaiche, le quali modificano la luce solare che incide su di esse in corrente elettrica.
Questa corrente elettrica raccolta dal circuito viene canalizzata nei cavi elettrici del pannello e scorre verso gli altri componenti dell’impianto.

Al giorno d’oggi possiamo trovare 3 tipi di cella con caratteristiche diverse in base alla struttura di silicio che la compone:
  • monocristallina;
  • policristallina;
  • amorfa.

Perché è importante dimensionare bene l’impianto fotovoltaico

Dimensionare un impianto fotovoltaico oggi, con la fine degli incentivi, è un fattore molto più importante di un tempo. Con gli incentivi, infatti, più l’impianto era grande più si veniva pagati per l’energia prodotta. Oltre alle tariffe incentivanti c’era il meccanismo di compensazione dello scambio sul posto e il beneficio diretto dell’autoconsumo. Oggi, nell’era post-incentivi, l’investimento fotovoltaico deve fare i conti solo con la propria capacità di auto-ripagarsi nel tempo.

Un impianto fotovoltaico genera risparmio nella misura in cui si riduce il prelievo di rete e la bolletta elettrica, sfruttando al massimo la produzione dell’impianto fotovoltaico. In altre parole: sfruttando al massimo l’autoconsumo. Ecco come l’autoconsumo diventa il criterio principale per il giusto dimensionamento dell’impianto fotovoltaico.
Per dimensionare l’impianto fotovoltaico bisogna dunque capire quanti sono i miei consumi e quanti di questi avvengono nelle ore diurne.

Come dimensionare un impianto fotovoltaico?

Il dimensionamento dei pannelli fotovoltaici di un impianto connesso in rete è relativamente semplice. Infatti, a differenza di quanto accade con un impianto stand-alone (cioè con batterie e staccato dalla rete a 230 V), i pannelli non devono supplire ai consumi istante per istante, dato che l'eventuale surplus viene fornito dalla rete, che si comporta come una gigantesca batteria grazie al regime dello "scambio sul posto". Pertanto, le dimensioni dell'impianto fotovoltaico ed il numero di moduli fotovoltaici da usare dipenderanno dai consumi annui del cliente, ma anche dal suo budget, dall'area disponibile, dall'irraggiamento locale, etc. 

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Perciò, capire la propria disponibilità economica per installare un impianto fotovoltaico è in realtà il primo passo da fare. Dopodiché, si analizza la superficie disponibile, poiché, se essa è piccola, chiaramente porrà un vincolo ulteriore: grosso modo, un tetto a falda inclinato verso sud può fornire una potenza di 1 kW ogni circa 8 mq di tetto, il doppio di mq per un tetto piano.

Cos’è la producibilità elettrica?

La producibilità energetica di un impianto fotovoltaico , cioè l'energia elettrica prodotta, dipende essenzialmente dai seguenti fattori: 
  1. la radiazione solare incidente sul sito di installazione; 
  2. l'orientamento e l'inclinazione della superficie dei moduli; 
  3. la presenza di ombreggiamenti o sporco; 
  4. le prestazioni tecniche dei componenti dell'impianto (moduli, inverter, etc.).

Calcolo del numero di pannelli necessario

Per calcolare il numero di pannelli necessario per l'impianto fotovoltaico bisogna guardare innanzitutto le bollette elettriche per determinare il vostro consumo giornaliero ed annuo di energia elettrica, espresso in kWh. In pratica, vi basterà sommare i kWh consumati nel periodo di riferimento delle varie bollette per un arco di 12 mesi per avere il consumo annuo totale e dividere tale valore per 365 per ottenere il consumo medio giornaliero di elettricità. La producibilità annua dell'impianto fotovoltaico, espressa anch'essa in kWh e determinabile come descritto di seguito, dovrebbe uguagliare il vostro consumo annuo di energia. A una data producibilità dell'impianto corrisponde una sua potenza nominale, espressa in kW anziché in kWh. Se, ad esempio, risulta che avete bisogno di un impianto da 3,5 kW per avere una producibilità annua pari ai vostri consumi, allora potete stimare il numero di pannelli necessari dividendo 3,5 kW (= 3.500 W) per la potenza del singolo pannello. Se quest'ultima, ad es., è di 200 W, allora avremo bisogno di 3.500 / 200 = 17-18 pannelli.   


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