Un impianto fotovoltaico produce energia elettrica trasformando l’energia solare catturata grazie all’irraggiamento del sole. È composto principalmente dai moduli fotovoltaici, i quali sono a loro volta costituiti da celle in materiale semiconduttore, fra i quali il più utilizzato è il silicio.
Altri componenti fondamentali di un impianto fotovoltaico sono gli inverter, che trasformano la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata, i quadri elettrici e i cavi di collegamento. Gli impianti fotovoltaici possono essere grid-connected, ossia connessi alla rete elettrica di distribuzione, oppure stand-alone, nel caso in cui sono allacciati direttamente ad utenze isolate.
I vantaggi nell’installare un impianto fotovoltaico sono notevoli, innanzitutto questo sistema di produzione di energia elettrica non produce nessuna sostanza inquinante e permette un risparmio dei combustibili fossili. In secondo luogo, si tratta di un impianto molto flessibile poiché per aumentare l’energia è sufficiente aggiungere altri moduli, infine i costi di esercizio e di manutenzione sono notevolmente ridotti.
Installare un impianto fotovoltaico: considerazioni preliminari
Se si è deciso di realizzare nella propria abitazione un impianto fotovoltaico è necessario verificare se il sito prescelto possiede le caratteristiche idonee per la sua installazione, tenendo conto del fatto che i principali fattori che influenzano la produttività dell’impianto sono, principalmente, una buona esposizione e l’assenza di zone d’ombra. È, infatti, fondamentale che i pannelli fotovoltaici siano orientati a sud e inclinati dai 15 ai 35°, proprio per questo solitamente vengono installati su tetti, pensiline o balconi, ma possono essere montati anche su una superficie piana, ad esempio un giardino.
In questo caso verranno utilizzati dei supporti per ottenere l’inclinazione desiderata. È fondamentale sottolineare che il consumo annuo elettrico di una famiglia italiana si aggira intorno ai 3.000 kWh. Considerando un impianto da 1 kW di potenza nominale, con orientamento ed inclinazione ottimali e assenza di zone d’ombra, la producibilità annua massima sarà di 1.000 – 1.300 kWh/anno nelle regioni settentrionali, 1.200 – 1.400 kWh/anno in quelle centrali e infine 1.400 – 1.700 kWh/anno nelle zone meridionali.
Lo spazio occupato da un impianto fotovoltaico
Lo spazio necessario per installare un impianto fotovoltaico varia in funzione della potenza e dei consumi energetici che si vogliono ottenere. Indicativamente per ogni kWp di moduli fotovoltaici installati su un tetto inclinato sono necessari dagli 8 ai 10 mq se, invece, i moduli sono montati su un tetto piano la superficie che deve essere utilizzata aumenta a 25 mq.
Questi dati valgono soprattutto per le piccole applicazioni che utilizzano moduli in silicio cristallino, in tal caso, un impianto per una famiglia media andrebbe ad occupare circa 16-24 mq sulla superficie del tetto. Come sempre, è essenziale che vi sia un’assenza di zone d’ombra sulla superficie in cui si sceglie di posizionare l’impianto fotovoltaico, limitando al massimo le possibili ombre che si possono generare durante l’arco della giornata, al fine di ottenere una resa migliore dell’impianto.
Una fonte di ombreggiamento potrebbe essere ad esempio un camino, un’antenna oppure un albero in tal caso lo spazio per l’impianto fotovoltaico intorno a questi elementi diviene inutilizzabile poiché l’ombra proiettata da questi durante alcuni periodi della giornata potrebbe compromettere il funzionamento dei pannelli fotovoltaici. È, per questo, necessario che, prima di installare un impianto fotovoltaico, un esperto valuti lo spazio realmente disponibile tenendo conto di tutti i fattori che potrebbero intervenire sul rendimento dell’impianto.
In ogni caso per avere un’idea più precisa della produzione di energia termica di un impianto legata alla superficie occupata, è possibile fare delle stime attraverso calcoli che tengano conto di alcuni fattori:
- il livello di prestazione tecnica dei pannelli solari da installare, del serbatoio e di tutte le altre parti dell’impianto;
- il grado di efficienza del sistema di distribuzione dell’energia;
- la radiazione solare disponibile nell’area in cui si va a installare l’impianto;
- il calcolo delle correzioni basate sull’orientamento dei pannelli o collettori, sul loro angolo di inclinazione e sulla possibilità di ombre temporanee sul pannello;
- il tempo che trascorre tra la produzione dell’energia termica (calore) e il fabbisogno di questo calore da parte degli utenti.
È molto importante calcolare il fabbisogno tecnico dell’utenza, che necessariamente cambia a seconda del tipo di applicazione del solare termico. La richiesta è diversa a seconda dell’uso che si fa del calore: riscaldamento degli interni, produzione di acqua calda per uso sanitario, riscaldamento della piscina, solar cooling.
