Quali sono i parametri da prendere in considerazione nella progettazione degli impianti fotovoltaici?
Quando si progettano gli impianti fotovoltaici, gli sviluppatori devono prendere in considerazione un gran numero di parametri, al fine ottimizzare la produzione di energia e la redditività del progetto: latitudine, rilievi, condizioni climatiche, radiazione solare e temperatura, l’orientamento dei moduli, la loro inclinazione, gli ostacoli presenti nei dintorni che generano ombre.
Latitudine, inclinazione ed orientamento dei moduli
La latitudine è definita come la distanza tra un punto sulla superficie della Terra e l’Equatore. Per un impianto su terreno o per uno su tetto piano, l’inclinazione e lo spazio tra i moduli sono parametri di installazione molto importanti.
Per un impianto, più aumenta la distanza dall’equatore e più i moduli devono essere inclinati per raccogliere la maggiore quantità di radiazione solare, e più devono essere separate le file di tavole per evitare le ombre tra una fila e l’altra.
L’orientamento classico dei moduli è fissato verso l’equatore, soprattutto per valori di latitudine elevati. Tuttavia, quando la latitudine è più bassa e/o la superficie disponibile è limitata, si può optare per una disposizione Est – Ovest dove le file, relativamente poco inclinate, sono orientate alternativamente verso Est e verso Ovest. In questo modo si ottiene, sulla stessa superficie, una maggiore densità di moduli, e quindi una maggiore potenza di picco, e una maggiore produzione di energia elettrica.
Si ottiene anche una migliore distribuzione della potenza di picco durante una giornata di sole e un più semplice utilizzo nei progetti di autoconsumo.
Condizioni climatiche
La latitudine ha un impatto diretto sull’energia solare disponibile per una certa superficie orizzontale. Un impianto su terreno o su un tetto piano, in un’area prossima all’Equatore, riceverà una maggiore radiazione perché il sole è maggiormente verticale. Questo andamento generale è modulato dalle condizioni climatiche.
Un cielo sereno fornirà più radiazione solare con un massimo a mezzogiorno. Un cielo nuvoloso fornirà una radiazione solare complessivamente inferiore, ma anche distribuita durante la giornata.
Anche la temperatura influenza la producibilità fotovoltaica. L’efficienza dei moduli diminuisce quando la loro temperatura aumenta. La temperatura ambiente è quindi importante, come lo è anche la circolazione di aria intorno ai moduli, che limiterà questa temperatura. Pertanto, è importante disporre di informazioni meteorologiche complete che comprendano in particolare, per ciascuna località, la temperatura e l’irraggiamento solare – suddiviso in radiazione diretta e diffusa (a causa delle nubi, o semplicemente a causa dell’atmosfera più o meno pulita) – e questo per le diverse stagioni dell’anno.
Rilievi e ombre
Infine, l’ombreggiamento: anche questo è un parametro importante per la produzione di energia. L’effetto dell’ombreggiamento su una porzione di un modulo o su una parte di un campo di moduli è più importante di quanto si potrebbe credere. Esso diminuisce l’energia solare ricevuta, ma modifica anche il comportamento elettrico del dispositivo, penalizzando anche il funzionamento delle aree illuminate.
Per un impianto fotovoltaico, si distingue tra ombreggiamenti lontani, calcolati per il luogo dell’installazione e causati dai rilievi circostanti che oscurano il sole, soprattutto all’inizio e alla fine della giornata e nei mesi prossimi al solstizio di inverno. Più è impervio l’ambiente, e maggiori sono gli ombreggiamenti distanti. Una località di montagna in fondo a una valle può ricevere il sole solo per poche ore al giorno.
Anche le ombre vicine sono importanti. Si tratta di ombre proiettate da ostacoli vicini come possono essere gli edifici o la vegetazione. Le ombre determinate da una fila di moduli su quelli vicini fa parte degli ombreggiamenti vicini. Per una corretta simulazione è importante essere in grado di modellare questi ombreggiamenti, in particolare con una modellazione tridimensionale che consente di determinare le ombre in ogni istante in funzione della posizione del sole.
In che modo la soluzione software archelios™ può aiutare a ottimizzare tutti questi parametri?
archelios™ Pro è un software potente, innovativo e semplice da usare per lo studio di fattibilità, includendo il disegno 3D, la simulazione, il calcolo del rendimento e della convenienza economica di ogni progetto fotovoltaico. Grazie alla sia funzione di esportazione, il modello molto realistico può essere utilizzato molto semplicemente in archelios™ Calc per il dimensionamento elettrico, e in archelios™ O&M per la supervisione. È possibile anche esportare il layout di un progetto in AutoCAD (.DXF, e i risultati della simulazione in MS Excel (.CSV).
Il software prende in considerazione in modo dettagliato i principali parametri del progetto.
- Posizionamento dell’impianto in longitudine e in latitudine, parametro fondamentale per la produzione.
- Accesso a un database della storia meteorologica fornita da una rete di stazioni di misura che forniscono dati di radiazione diretta e diffusa, e temperature per ogni mese dell’anno, integrando così le caratteristiche climatiche. Il software suggerisce le stazioni meteorologiche più vicine al sito.
- Un modello 3D geolocalizzato che simula l’ambiente
- Ombreggiamenti lontani (orizzonte) calcolati automaticamente a partire da un modello di terreno con copertura globale.
- Ombreggiamenti vicini determinati dai moduli su loro stessi, e dagli ostacoli inseriti nella creazione del modello.
- Un’accurata definizione dell’albedo sulle superfici che ospitano l’impianto che tiene in considerazione le ombre proiettate sul terreno
- Calcolo della produzione mensile con profili orari.
- Disposizione di moduli con orientamento Est-Ovest: i moduli possono essere facilmente duplicati senza il bisogno di correggere manualmente l’orientamento.
- Ampio database di componenti (moduli, inverter, accumulatori)
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