Com’è noto qualsiasi impianto fotovoltaico, per funzionare correttamente, deve avere a disposizione irradiamento solare in quantità, motivo per cui, in fase di progettazione e di installazione, è importante poter installare i pannelli solari in zone che siano bene esposte ai raggi solari. Se un’ombra cade anche solo su una parte del pannello solare, la produzione dall’impianto sistema potrebbe essere potenzialmente minore rispetto al previsto: ecco perché occorre considerare la presenza delle ombre.
Questo calcolo è lo studio dei fenomeni di ombreggiamento presenti su una determinata porzione in cui si vuole posizionare l’impianto, in modo da limitare al massimo gli effetti delle ombre sul rendimento dell’intero impianto. Nel calcolo delle ombre va considerato il fatto che le ombre si muovono a causa dell’orientamento del sole durante l’arco della giornata e durante tutto l’arco dell’anno: per farlo correttamente bisogna dunque identificare l’azimut e individuare l’angolo di elevazione dell’eventuale ostacolo rispetto alla porzione di impianto coinvolta dall’ombra. Questi dati, insieme ai diagrammi delle traiettorie solari, ci indicano una buona stima della perdita di resa del sistema.
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In questo articolo diamo qualche cenno sul metodo con cui è possibile ottenere un risultato in grado di far produrre all’impianto tutta l’energia per il quale è stato installato .
Calcolo delle ombre nel fotovoltaico: cos’è e quando si verifica
Come abbiamo già avuto modo di dire, ogni volta che una cella o un pannello solare non riceve luce a causa di un’ombra, la quantità di elettricità generata da quella sezione viene ridotta, compromettendo il rendimento dell’intero impianto. Tale fenomeno è noto come perdita d’ombra del sistema fotovoltaico ed è causato da diversi motivi: tra questi ci sono, più di tutti, la presenza di oggetti vicini come alberi, piante o edifici, auto ombreggiamento da altre file di pannelli fotovoltaici vicini, ombreggiatura dell’orizzonte dal terreno circostante il sito e altri fattori come la sporcizia che si deposita sul vetro dei moduli.
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Calcolo ombre fotovoltaico: come si fa
Come abbiamo accennato, il calcolo delle ombre sul fotovoltaico è reso ancora più difficile dal fatto che le ombre si muovono seguendo l’orientamento del sole durante l’arco della giornata e durante tutto l’arco dell’anno. Quando le ombre sono generate per esempio da moduli di file adiacenti (in impianti non complanari alla superficie, tipicamente impianti a terra) occorre calcolare l’impatto delle ombre in funzione della distanza tra le file stesse. Si può decidere quindi di installare una potenza in kW maggiore a parità di superficie (ovvero più file vicine) ma avere una perdita maggiore per ombreggiamento oppure distanziare le file con un potenza complessiva inferiore e quasi annullare le perdite d’ombra. La soluzione è sempre un compromesso tra esigenze di produzione, costo e resa dell’impianto.
Le ombre non sono sempre evitabili, si pensi ad una falda di un edificio residenziale con dei comignoli e una scarsa superficie. Oppure ad alberi o altri edifici in prossimità delle falde oggetto di intervento. In questi casi si possono progettare le suddivisioni delle stringhe simulando quale disposizione minimizzi le perdite, oppure utilizzare ottimizzatori distribuiti sui moduli e altre soluzioni tecniche per mitigare le perdite, fino all’utilizzo di micro-inverter dedicati per ciascun pannello fotovoltaico.
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