Da cosa dipende il rendimento di un impianto fotovoltaico

Installare un impianto fotovoltaico , come ripetuto in diversi articoli di questo blog, rappresenta un investimento prima di tutto ambientale, e poi anche economico.

Tuttavia il ritorno economico derivante dalla realizzazione di un impianto fotovoltaico dipende prima di tutto dalla sua efficacia in termini di produzione di energia elettrica. L’installazione deve essere efficace ed efficiente per poter produrre l’energia necessaria ad ammortizzare i costi di acquisto e installazione dell’impianto il prima possibile. L’impianto nel suo complesso deve quindi essere in grado generare corrente elettrica in maniera stabile e di generarne una quantità sempre al massimo delle potenzialità.

Ma quali sono i fattori che determinano il rendimento di un impianto fotovoltaico?

Possiamo identificarne almeno due tipi: quelli “esterni”, fattori ambientali e di posizionamento, e quelli “interni”, le caratteristiche intrinseche “di prodotto”.

I primi, i fattori ambientali e di posizionamento, sono: latitudine di installazione, inclinazione, orientamento, temperatura di funzionamento, presenza di polvere e sporcizia sui pannelli e ovviamente irradiazione solare.

I secondi, i fattori interni di prodotto, sono invece tutte quelle perdite di rendimento (sottoelencate) insite nel funzionamento del modulo fotovoltaico e negli altri componenti dell’installazione solare.

L’inclinazione ottimale, o Tilt , dei moduli fotovoltaici è l’angolo di inclinazione migliore rispetto al terreno, l’angolatura che permette di captare nel modo migliore l’irradiazione solare. Alle nostre latitudini l’inclinazione ottimale è intorno ai 30 35 gradi. L’angolo di Tilt ottimale aumenta all’aumentare della latitudine e diminuisce man mano che ci si avvicina all’equatore.

L’orientamento ottimale, invece, o Azimuth, è a sud, ma sono accettabili anche sud-est o sud ovest. In tal caso la perdita di rendimento non supera il 5% rispetto all’orientamento ottimale. Un pannello totalmente rivolto a est o ad ovest, invece, perde a parità di inclinazione circa il 18% del rendimento. Un pannello rivolto a nord perde quasi il 50% della produzione energetica.

Per quanto riguarda la temperatura ottimale si stima che a 25 gradi centigradi il pannello abbia le condizioni migliori per produrre energia. A tal proposito un utile indicatore per confrontare prodotti diversi è il coefficiente di temperatura che indica di quanto diminuisce il rendimento all’aumentare della temperatura dell’ambiente esterno e a parità delle altre condizioni.

Ulteriori fattori che possono ostacolare il buon rendimento dell’impianto fotovoltaico è ovviamente anche la presenza di polvere e sporcizia che possono ostacolare il pieno irraggiamento delle celle fotovoltaiche, nonché la presenza di ombreggiamenti durante il corso della giornata.

Oltre a questi fattori esterni ci sono poi i fattori “interni” di rendimento del sistema fotovoltaico. Queste determinanti sono presenti in tutti i sistemi fotovoltaici, anche se in misura diversa, e si identificano come “perdite” di sistema, influenzabili in parte dalla qualità dei prodotti.

Queste sono:

• perdita dovuta all’ inverter (in genere è stimata intorno all’8%)
• perdita dovuta ai componenti elettrici (in genere stimata sul 2%)
• perdita dovuta al collegamento in serie di più moduli (definita perdita “mismatching”. In genere è stimata intorno al 3%)
• perdita dovuta al progressivo calo delle prestazioni a seguito dell’invecchiamento delle componenti negli anni. Tale calo di prestazione è stimato in media in 0,75%/anno. A tal proposito i produttori danno in genere delle garanzie di produzione sui 10, 20 o 25 anni.