Producibilità

Un aiuto concreto alla valutazione della producibilità di un impianto fotovoltaico viene dato dalle seguenti normative tecniche:
• UNI 8477-1: “Energia solare. Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia. Valutazione dell'energia raggiante ricevuta.”
• UNI 10349: “Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici.”
• CEI 82-25: “Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaico collegati alle reti elettriche di Media e Bassa tensione.”
L’energia generata da un impianto fotovoltaico dipende fondamentalmente dai seguenti parametri:
• sito di installazione: quindi da parametri come latitudine, radiazione solare disponibile, temperatura, riflettanza della superficie antistante i moduli;
• esposizione dei moduli: angolo di inclinazione e angolo di orientazione;
• ombreggiamenti o insudiciamenti del generatore fotovoltaico;
• caratteristiche dei moduli: potenza nominale, coefficiente di temperatura, perdite per disaccoppiamento o mismatch;
• caratteristiche del BOS: efficienza inverter, perdite nei cavi e cadute sui diodi. Il valore della radiazione solare specifica (Er) incidente sulla superficie dei moduli in un dato periodo di tempo Dt è uno dei valori più utilizzati dai tecnici per indicare la producibilità di un impianto fotovoltaico in un certo sito; la radiazione specifica viene espressa in “ore equivalenti solari” hs. Questo parametro indica quanti kWh sono pervenuti sulla superficie di 1m2 nell’intervallo di tempo Dt considerato:

considerando 1 anno come intervallo di tempo e pervenendo in media, ad esempio, 4,5kWh/giorno di energia solare sulla superficie di 1m2, si ha:

Il valore della produzione elettrica attesa dall’impianto durante il periodo considerato, espressa in ore equivalenti di picco heq (cioè in ore di funzionamento dell’impianto alla sua potenza di picco) è dato dalla formula:

dove:
• K è un coefficiente che tiene conto degli eventuali ombreggiamenti e dei fenomeni di riflessione sulla superficie frontale dei moduli (valori tipici per K sono compresi tra 0,90 e 0,98, nel caso di impianti non soggetti a rilevanti ombreggiamenti sistematici);
• hpv è il rendimento del generatore fotovoltaico a valle del processo di conversione dei singoli moduli per effetto delle perdite termiche, ottiche, resistive, caduta sui diodi, dispersione di mismatch (valore in genere compreso tra 0,85 e 0,90);
• hinv è il rendimento dell’inverter per effetti resistivi, di commutazione, magnetici, di alimentazione dei circuiti di controllo (valore in genere compreso tra 0,9 e 0,97). La produzione di energia elettrica attesa dell’impianto in un dato periodo Dt (giorno, mese o anno), espressa in kWh, è quindi:

Pnom è la potenza nominale di moduli installati in kWp. La Tabella seguente riporta la produzione di energia elettrica annua attesa dallo stesso impianto fotovoltaico, installato in 3 differenti località italiane.

La produzione di energia elettrica attesa dallo stesso impianto fotovoltaico varia anche con le caratteristiche del piano in cui sono posizionati i moduli fotovoltaici. Nel caso di superfici non orizzontali, ma posizionate in maniera ottimale rispetto alla radiazione solare, i valori di radiazione solare medi annui possono essere incrementati del 15%; per  facciate non esposte a sud i valori di radiazione solare risultano ridotti anche del 30%. È possibile determinare il valore della radiazione solare incidente su superfici comunque esposte partendo dai

valori di radiazione riportati nella UNI 10349 (per superfici orizzontali) ed applicando le formule riportate nella norma UNI 8477. Sfruttando sistemi ad inseguimento solare, i valori di varadiazione solare media annua sul piano di captazione risultano incrementati:
• del 15-20% nel caso d’inseguimento monoassiale (Est-Ovest)
• del 25-35% nel caso di inseguimento biassiale.