Orientamento e Inclinazione dei Pannelli Solari Fotovoltaici


solare eolicoOrientamento e Inclinazione dei Pannelli



inclinazione orientamento pannelli


Ben trovati in questa pagina informativa di Mppt Solar. Volete realizzare un impianto solare fotovoltaico davvero efficiente ma non sapete come valutare il giusto orientamento dei pannelli fotovoltaici e come calcolarne il corretto grado d'inclinazione? Nessun problema, in questa pagina troverete tutte le informazioni ed i consigli che vi permetteranno passo passo di conoscere il giusto orientamento (angolazione di azimut) e l'inclinazione ottimale dei vostri pannelli (angolazione di tilt) in funzione del periodo stagionale in cui avete maggiore necessità energetica e della posizione geografica dove desiderate installare l'impianto solare fotovoltaico. Infatti, grazie ad una pratica formula matematica e alla nostra cartina delle latitudini dell'Italia, impararete a calcolare l'inclinazione ottimale sia nel periodo estivo, sia nel periodo invernale nella vostra città, senza perdite di tempo e tutto gratuitamente.



In quale direzione devono essere orientati i pannelli?

Durante la progettazione dell'impianto fotovoltaico è fondamentale scegliere il lato del tetto su cui montare i pannelli. Dobbiamo quindi conoscere su quale lato c'è maggiore irraggiamento solare durante l'intera giornata in modo da avere la massima produzione d'energia possibile. Dato che i pannelli fotovoltaici sono più produttivi quando i raggi del sole sono perpendicolari alle loro superfici, l'orientamento sicuramente migliore è quello direttamente a SUD (angolo di azimut = 180°).


orientamento dei pannelli fotovoltaici

Nel caso che in direzione sud non sia possibile l'installazione o abbiamo problemi d'ombreggiamento (come per esempio un albero molto alto) è possibile variare leggermente l'orientamento dei pannelli. È infatti utile sapere che, se orientiamo i pannelli al di fuori della direzione sud, fino ad un massimo di 45° (sud-est e sud-ovest), la produzione annua subisce una riduzione abbastanza contenuta (1-3%). La radiazione solare che i pannelli fotovoltaici ricevono è infatti quasi la stessa. Tuttavia, se i pannelli sono rivolti ad un'angolazione maggiore di 45° rispetto a sud, la produzione inizia a diminuire notevolmente. A 90° dalla direzione sud (quindi direttamente a est e ovest), il calo di produzione può arrivare fino al 30%. Tale calo è dovuto al fatto che i pannelli fotovoltaici, durante la maggior parte della giornata, sono colpiti da raggi solari deboli e non perpendicolari. Questi pannelli produrranno certamente energia fotovoltaica ma in misura minore rispetto a pannelli orientati direttamente a sud.



Di quanti gradi devono essere inclinati i pannelli per avere la massima produzione energetica?

Bene, ora che sappiamo che l'orientamento ottimale è a sud, dobbiamo trovare l'inclinazione ottimale. Innanzitutto è bene dire che nella scelta dell'inclinazione dei pannelli fotovoltaici sul tetto di un'abitazione siamo vincolati a soddisfare due bisogni fondamentali: il bisogno di produzione d'energia ed il bisogno di un risultato finale esteticamente gradevole e duraturo nel tempo. Il tetto di un'abitazione ha già una sua inclinazione e pendenza per cui bisogna cercare un compromesso tra questi due bisogni. Conoscere l'angolazione ottimale ai fini produttivi ci consentirà di scegliere il miglior compromesso per la nostra installazione. Se invece desiderate costruire la struttura per una pensilina frangisole con pannelli fotovoltaici o per un impianto fotovoltaico realizzato su terreno o per un'innovativo posto auto coperto da una stringa di pannelli collegati in serie o parallelo, questa guida vi sarà molto utile in fase di progettazione della struttura in quanto vi fornirà l'inclinazione ottimale della struttura rispetto al piano orizzontale.


L'inclinazione ottimale che dovranno avere i nostri pannelli fotovoltaici è influenzata essenzialmente da due fattori:

1) dalla latitudine del luogo geografico dove desideriamo montarli

2) dal periodo dell'anno in cui necessitiamo disporre di maggiore energia



Come influisce la latitudine sull'inclinazione?

Bene, come abbiamo detto precedentemente, più un pannello fotovoltaico è inclinato perpendicolarmente ai raggi solari e più produce energia elettrica. La massima produzione di energia dobbiamo ottenerla a mezzogiorno, momento in cui il sole raggiunge la massima altezza sull'orizzonte. Dobbiamo quindi conoscere, nell'arco dell'anno, l'altezza massima e minima del sole a mezzogiorno per sapere di quanti gradi inclinare i nostri pannelli. Per questo ci vengono in aiuto due giorni particolari dell'anno.


inclinazione pannelli fotovoltaici

Come molti già sapranno, c'è un giorno dell'anno in cui abbiamo meno ore di luce ed un giorno dell'anno in cui abbiamo più ore di luce. Questi sono i giorni del solstizio d'inverno e del solstizio d'estate. Il solstizio d'estate, in cui abbiamo più ore di luce, è il 20 o il 21 giugno ed il sole a mezzogiorno si trova alla sua massima altezza annuale (vedi figura); mentre il solstizio d'inverno, in cui abbiamo meno ore di luce, è il 21 o il 22 dicembre ed il sole a mezzogiorno si trova alla sua minima altezza annuale (vedi figura). Anche in base alla latitudine in cui ci troviamo, cambia l'altezza annuale massima e minima del sole a mezzogiorno. Come è visibile dalla figura qui sotto, la latitudine dell'Italia è compresa tra circa 47° a Nord (Alpi Aurine), fino ad arrivare a poco più di 35° a Sud (Lampedusa). Per conoscere l'altezza del Sole che ci interessa durante il solstizio d'estate e quello d'inverno dobbiamo individuare, grazie alla figura qui sotto, di quanti gradi è la latitudine in cui desideriamo installare l'impianto fotovoltaico. Se per esempio ci troviamo a Roma, la latitudine sarà di circa 42°.



Latitudine dell'Italia


latitudine italia



Calcolo altezza massima del Sole a mezzogiorno

Una volta individuata la latitudine, dobbiamo sottrarre 23° (attuale angolo d'inclinazione terrestre approssimato). L'ultima operazione matematica è: 90 - (risultato ottenuto). Nel caso di Roma avremo il punto di culminazione del Sole a 71°, ottenuto dal calcolo 90-(42-23). Per ottenere quindi il massimo rendimento energetico durante il solstizio d'estate, i pannelli fotovoltaici a Roma devono essere rivolti a SUD ed inclinati di 19° (90-71). In questo modo a mezzogiorno i pannelli saranno perfettamente perpendicolari ai raggi solari.



Calcolo altezza minima del Sole a mezzogiorno

Per calcolare l'altezza del sole a mezzogiorno durante il solstizio d'inverno dobbiamo anzichè sottrarre, aggiungere 23°. L'operazione matematica successiva rimane invariata. Il risultato per Roma è di 90-(42+23)= 25°. Per ottenere quindi il massimo rendimento durante il solstizio d'inverno, i pannelli fotovoltaici a Roma devono essere rivolti a SUD ed inclinati di 65° (90-25). In questo modo a mezzogiorno i pannelli saranno perfettamente perpendicolari ai raggi solari.


inclinazione dei pannelli


Dai calcoli si nota subito che una forte inclinazione dei pannelli rispetto al piano favorirà una maggiore produzione energetica durante il periodo invernale, mentre una lieve inclinazione dei pannelli rispetto al piano favorirà una maggiore produzione energetica durante il periodo estivo. Quale inclinazione scegliere per il nostro impianto? Semplice, quella che soddisfa i nostri fabbisogni energetici. Se siamo a Roma ed abbiamo bisogno d'energia esclusivamente nel periodo invernale è bene scegliere un'inclinazione compresa tra 53° e 65° (esempio 59°), mentre se abbiamo bisogno esclusivamente nel periodo estivo è bene scegliere un'inclinazione compresa tra 19° e 30° (esempio 24,5°). Se invece abbiamo un maggiore bisogno durante il periodo estivo è bene avere un'inclinazione compresa tra 19° e 42° (esempio 30°). Se invece abbiamo un maggiore bisogno durante il periodo invernale è bene avere un'inclinazione compresa tra 42° e 65° (esempio 53°). In caso il nostro fabbisogno energetico a Roma è costante tutto l'anno allora si può optare per una via di mezzo, come per esempio 42°, sempre con orientamento a SUD.


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