Dimensionamento Impianto FV - 2 di 2

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Completiamo il nostro viaggio sul dimensionamento ottimale di un impianto fotovoltaico iniziato con l’articolo Dimensionamento dell’impianto fotovoltaico (parte 1 di 2). Prima però puntualizziamo dei concetti fondamentali legati sia al motivo della presenza di questi articoli sul nostro sito, sia all'importanza per il lettore della scelta di soggetti competenti da interessare

nell'eventuale intenzione di installare un impianto fotovoltaico sulla sua abitazione o sul suo stabilimento produttivo.

 

Iniziare un percorso green
Uno degli obiettivi degli argomenti trattati nei nostri articoli è quello di porre le basi ai nostri lettori affinché essi possano operare le scelte in merito all’installazione di un impianto fotovoltaico al fine di ottenere il miglior risultato spendendo il meno possibile (o comunque: “il prezzo giusto”). Bitt si augura che il lettore, leggendo tutti gli articoli, possa perciò essere in grado:

  • di conoscere quali sono i tecnici migliori da nominare per la redazione del progetto e l’avvio delle varie istanze autorizzative;
  • di comprendere se quello che si sta ipotizzando per noi (ad esempio da un tecnico o consulente) è corretto o meno;
  • di avere le capacità di interagire con i professionisti in ciascuna fase della progettazione, realizzazione e collaudo dell’impianto.
  • dal lato esecutivo di possedere le conoscenze pratiche anche per decidere a quale installatore affidare la realizzazione fino a valutare il suo operato durante la fase operativa;
  • di sapere dove e da chi acquistare il materiale necessario (e quanto pagarlo);
  • di conoscerete le modalità tecnico-burocratiche di connessione del nostro impianto alla rete elettrica nazionale;
  • di redigere un bilancio preventivo e consuntivo dell’andamento dell’impianto;
  • di stabilire se lo stesso stia funzionando correttamente o meno monitorandolo nel corso del tempo e di valutare e decidere le azioni migliori per risolvere prontamente le eventuali anomalie;
  • di valutare quali azioni manutentive periodiche debbano essere effettuate ovvero quando svolgerle e a chi eventualmente affidarle;
  • di svolgere o perlomeno conoscere le periodiche annuali azioni burocratico-amministrative legate alla gestione ed esercizio dell’impianto ovvero quando svolgerle e a chi eventualmente affidarle.

 

Scegliere il professionista e l’elettricista
L’impianto fotovoltaico è un sistema che funziona sette giorni su sette, tutte le settimane e tutti i mesi dell’anno per più di 30 anni ininterrottamente. Realizzarlo correttamente non basta: occorre installarlo rispettando non solo tutte le normative tecniche inerenti ma anche in modo che sia a regola d’arte. L’importanza della scelta di un professionista e di un tecnico con adatta e comprovata esperienza è fondamentale sia per la continuità di funzionamento dell’impianto sia per non avere eventuali problemi già dopo pochi anni successivi all’installazione. Risolvere un’anomalia che deriva da un vizio di fondo presente già durante l’installazione, è più complesso che risolvere un eventuale guasto che rientri nella canonicità di un impianto comunque realizzato secondo ottimi criteri. Anomalie invisibili presenti già dal momento in cui l’impianto inizia a funzionare non solo sono difficili da risolvere in seguito ma risultano anche piuttosto dannose in termini economici. Ciò premesso emerge dunque l’importanza di saper scegliere sia un professionista che un elettricista che siano in grado di trattare davvero impianti fotovoltaici.
Innanzitutto vanno prese in considerazione le competenze specifiche ed obbligatorie (di legge) richieste ai tecnici e professionisti. Per quanto riguarda ad esempio la firma di documenti tecnici, progetti, schemi elettrici ecc. la normativa impone che essi debbano essere firmati e timbrati da un cosiddetto tecnico abilitato. A tale proposito, il tecnico abilitato, secondo quanto previsto  dal DM 37/08, è  un professionista iscritto negli albi professionali secondo la specifica competenza tecnica richiesta. A questa figura corrisponde un ingegnere iscritto all’albo, sottosezione industriale, o un perito iscritto all’ordine per la rispettiva competenza (nel presente caso, elettrotecnico). Per installazioni al di sotto dei 6 kWp di potenza se vengono rispettati specifici criteri installativi (ad esempio installazione dei pannelli complanare a quella del tetto/copertura), la figura del tecnico e quella del professionista possono coincidere con quella dello stessa elettricista. Oltre alle obbligatorie competenze e requisiti di legge, vanno poi individuati criteri inerenti la serietà del tecnico/elettricista. Un modo oggettivo per stabilirlo potrebbe essere ad esempio quello legato alla regolarità contributiva degli stessi tecnici richiedendo loro ad esempio la copia del cosiddetto documento “DURC” aggiornato.

Per ultimo, ma non meno importante, occorre che vengano individuate tutte quelle capacità, e qualità legate alla specifica installazione di un impianto fotovoltaico da parte di un tecnico, professionista o elettricista. L’installatore o il professionista dovranno dimostrarci direttamente di avere reali competenze inerenti lo specifico settore di installazione di impianti fotovoltaici. Per provarlo dovremo chieder loro notizie di altri impianti fotovoltaici o installazioni da loro realizzate in passato, magari presenti nelle vicinanze. Il passo successivo sarà quello di cercare di contattare e interrogare i loro passati clienti per verificare le referenze a noi fornite. La soddisfazione di precedenti clienti (specie dei più vecchi) è la miglior prova e il più valido biglietto da visita per attestare la qualità e le capacità reali di un professionista/installatore. I criteri relativi alle capacità oggettive di legge quindi non bastano quando si tratta di impianti fotovoltaici, il passaparola in questo caso diventa uno strumento indispensabile.

Ultima raccomandazione poi è quella inerente la richiesta di più offerte: contattare più installatori o professionisti e chiedere almeno 3 o 4 preventivi è sempre assolutamente consigliabile anche al fine di inquadrare i costi oltre che, come detto, le competenze. Con il fotovoltaico ad ogni modo è fortemente raccomandabile non lasciarsi trasportare nello scegliere l’offerta più economica. In questo settore più che in altri la priorità deve essere data alla qualità e competenza delle figure contattate: solo a parità di capacità di due o più tecnici contattati si potranno valutare e confrontare i loro costi.

 

Impianti a terra e ad inseguimento solare
In un articolo precedente abbiamo citato i sistemi ad inseguimento solare o girasole; essi sono impianti che possiedono organi meccanici il cui movimento automatico e contemporaneo di inclinazione e orientamento, ha lo scopo di dirigere sempre i pannelli nella direzione ottimale (verso il sole) sia nel corso della giornata che per l’intero anno. A tali apparati ovviamente corrispondono valori di producibilità annuale più alta rispetto ai sistemi fissi (in genere circa dal 20% al 30% superiore). Tuttavia i sistemi girasole non trovano un impiego così rilevante rispetto a quelli fissi.Ciò è a causa degli alti costi di tali inseguitori sia in termini assoluti sia per quelli indiretti derivati ad esempio dalla manutenzione di apparati meccanici che, essendo in movimento, risultano più complessi. Inoltre gli spazi occupati (l’impatto visivo) e le relative problematiche e lungaggini burocratiche inerenti le autorizzazioni alla costruzione di tali dispositivi mobili, li rendono anch’essi poco appetibili rispetto ad impianti fissi; questi ultimi infatti possono essere installati ad esempio sul tetto di una casa in modo complanare (quindi poco visibili), risultando meno impattanti e soprattutto con autorizzazioni alla realizzazione (agli enti preposti) di gran lunga più semplici rispetto a sistemi ad inseguimento solare. Gli impianti mobili così come quelli a terra (realizzati cioè su terreni) occupano irrimediabilmente uno spazio che ad esempio potrebbe invece essere impiegato per la coltivazione; gli impianti realizzati sui tetti degli edifici invece per definizione non mangiano suolo dal momento che il suolo stesso ospita già l’edificio o l’opificio con l’impianto e quindi utilizzare le coperture delle abitazioni rispetta in modo ulteriore l’ambiente. Un impianto fisso posto sul tetto della nostra casa è quindi più green rispetto ad uno a terra o uno ad inseguimento.

 

Influenza di forma e spazio del tetto per la realizzazione di un impianto fotovoltaico
Ora che possediamo sufficienti capacità e conoscenze acquisite con la prima parte di questo articolo (Dimensionamento dell’impianto fotovoltaico (parte 1 di 2) ), procediamo a descrivere meglio l’influenza della forma e spazio a nostra disposizione per la realizzazione di un impianto fotovoltaico. Come al solito, per semplicità, enunceremo il tutto mediante un esempio che riguarderà l’idea di installazione di un impianto fotovoltaico sul tetto della nostra casa. Riprendendo i dati estrapolati dall’esempio di bolletta del nostro articolo Determinare i Fabbisogni di Energia Elettrica, considerando perciò che i nostri fabbisogni si attestino a 4360 kWh annuali. Differentemente dalla prima parte dell’articolo Dimensionamento dell’impianto fotovoltaico (parte 1 di 2), introduciamo adesso un fattore che effettivamente non va trascurato e cioè quello dello spazio e della forma effettiva del tetto a nostra disposizione. Ipotizziamo che la nostra casa sia a Roma ed abbia una forma simile a quella della figura seguente.

 

Nell’esempio della prima parte di questo articolo, avevamo ipotizzato di avere una producibilità di 1200 kWh/kWp annuali e quindi occorrevano circa 14 pannelli da 260 Wp per avere un impianto che coprisse i nostri fabbisogni annuali (4360:1200=3,63 e 3,63:0,260=14 pannelli circa). Come visibile nella figura precedente però, la forma della copertura della casa non permette di installare tutti i pannelli nella falda ottimale a Sud-Est (che avrebbe per ipotesi magari proprio un valore di producibilità di 1200 kWh/kWp); ciò è dovuto sia alle dimensioni della falda stessa, sia alla presenza della canna fumaria che, oltre ad occupare spazio, crea un cono d’ombra locale che riduce ulteriormente le dimensioni a disposizione per l’installazione. Note le dimensioni e posizioni reali della canna fumaria e di quelle dell’edificio nonché la latitudine della zona, mediante appositi software di modellazione tridimensionale è possibile ricavare il cono d’ombra prodotto dalla canna stessa non solo durante tutte le ore del giorno ma anche per tutto l’anno (zona in rosso della figura successiva).

 

Analizzare bene le zone in ombra è fondamentale perché è sempre fortemente raccomandato evitare di installare i pannelli all’interno delle zone ombreggiate sia per motivi elettrici che per valutazioni inerenti la riduzione del tempo di vita dei pannelli stessi.

La connessione elettrica in serie dei pannelli infatti, ha ad esempio la conseguenza che l’eventuale ombra su un solo pannello, appartenente per ipotesi ad una serie da 12 moduli, causi generalmente una equivalente perdita di produzione elettrica istantanea di tutti i 12 pannelli simile a quella del solo pannello ombreggiato. E’ dunque opportuno tenersi a debita distanza dai coni d’ombra perché gli effetti in perdita di produzione sono molto superiori e quindi non proporzionali a quelli della semplice superficie dei pannelli interessati dall’ombra stessa.

Simulata l’ombra locale quindi a questo punto piazziamo i nostri pannelli e ci accorgiamo dalla figura seguente che la sola falda a Sud-Est non riesce a permettere l’installazione dei 14 pannelli necessari: ve ne possono essere piazzati solo 7.

Dovremo quindi impiegare anche la falda a Nord-Ovest tenendo in considerazione però che questa è esposta in modo non ottimale come l’altra. L’inclinazione del nostro tetto per entrambe le falde ipotizziamo sia pari a 15°.

Ricavando le producibilità per ciascuna falda e moltiplicando per la potenza corrispondente al numero di pannelli su ciascuna falda, nel caso di piazzamento di 7 moduli sulla falda nord-ovest otteniamo quanto indicato di seguito.

La produzione annuale in kWh dell’impianto con 14 pannelli complessivi non riesce più a soddisfare i nostri fabbisogni come nel caso dell’esempio della prima parte questo articolo ( Dimensionamento dell’impianto fotovoltaico (parte 1 di 2) ) ; ciò che si ottiene è una produzione di 4095 kWh annuali (contro i precedenti 4360 kWh all’anno del primo esempio). Potremmo accontentarci di installare comunque 14 pannelli oppure utilizzare un modulo in più sulla falda a Nord-Ovest. Optando per quest’ultima ipotesi otterremo la tabella seguente corrispondente ad un impianto da 3,90 kWp con una produzione di 4368 kWh annuali.

La scelta di installazione o meno di un modulo aggiuntivo, potrebbe derivare ovviamente anche da motivi economici dal momento che ciò che rimane costante generalmente è il prezzo dell’impianto per kWp installato e quindi a parità di potenza ovvero a parità di prezzo, abbiamo compreso come due impianti possono avere diversi rendimenti (diverse producibilità) dipendentemente dallo spazio e morfologia del tetto a nostra disposizione.

 

Digressione: Inverter con singolo o doppio “inseguitore”
Effettuiamo qui una piccola considerazione aggiuntiva sulla realizzazione di un impianto fotovoltaico mediante installazione di pannelli su due (o più) falde diversamente esposte (in generale sia in orientamento che in inclinazione). Per gli stessi citati motivi di connessione elettrica in serie dei pannelli, non è infatti opportuno collegare fra di loro ad uno stesso inverter (o convertitore), gruppi di moduli fotovoltaici piazzati in due o più falde diversamente esposte. Ciascun sottoinsieme di pannelli collegati in serie ed alla medesima inclinazione e orientamento dovrà quindi confluire su uno specifico inverter. In altri termini ad ogni diversa situazione espositiva andrà considerata la relativa installazione di altrettanti inverter. L’unica deroga a tale regola tecnica riguarderà quei convertitori dotati di cosiddetti doppi o tripli inseguitori di massima potenza (o MPPT); si tratta in soldoni di uniche macchine fisiche divise però internamente (circuitalmente) in modo da comportarsi effettivamente come se includessero al loro interno due o tre sottoinverter (rispettivamente nel caso di doppio MPPT o triplo MPPT). Per il nostro esempio quindi, volendo installare un solo inverter, esso dovrà possedere necessariamente almeno 2 MPPT (doppio MPPT); se per errore infatti utilizzassimo un unico inverter con singolo MPPT a cui siano collegati insieme tutti i pannelli del nostro impianto da 3,90 kWp, il rendimento produttivo annuale dell’impianto calerebbe, per motivi di funzionamento elettrico dell’inverter, in modo piuttosto drastico.

 

 

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