Rendimento fotovoltaico: come funziona, come calcolarlo e come aumentarlo

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rendimento fotovoltaico come aumentarlo

Il rendimento fotovoltaico indica la percentuale di energia che l’impianto riesce a catturare e a trasformare in energia elettrica.

Ci aiuta a mettere in relazione il rapporto fra i watt effettivamente erogati e la superficie occupata dall’impianto solare.

Sapere il rendimento del pannello fotovoltaico, che utilizziamo per la produzione di energia pulita, è molto importante perché, anche facendo un calcolo del rendimento fotovoltaico con Excel, possiamo renderci conto se veramente stiamo producendo in maniera conveniente energia elettrica con questo sistema.

Ci sono tanti fattori che influenzano in un modo o nell’altro il rendimento energetico del fotovoltaico.

Andiamo a vedere come effettuare di preciso il calcolo del rendimento fotovoltaico, per capire qual è il fotovoltaico ad alto rendimento e quindi quale impianto dobbiamo installare per avere a disposizione una maggiore quantità di energia per tutti gli usi.

Calcolo rendimento impianto fotovoltaico

Il rendimento di un impianto fotovoltaico varia a seconda anche della potenza dell’impianto che abbiamo installato.

Per esempio il rendimento di un impianto fotovoltaico di 3 kW sarà sicuramente diverso dal rendimento di un impianto fotovoltaico da 6 kW.

In maniera specifica, se consideriamo i pannelli attualmente in commercio che sono a base di silicio, possiamo riassumere il rendimento secondo questo schema:

  • 10% per i moduli in silicio microsferico;
  • 8,5% per il fotovoltaico amorfo con rendimento che non sempre soddisfa le esigenze di tutti;
  • 16-18% per i pannelli in silicio policristallino;
  • 19-21% per i pannelli solari in silicio monocristallino;
  • 21-25% per i moduli in eterogiunzione.
Un approfondimento molto utile puoi trovarlo leggendo questo articolo:Tegole Fotovoltaiche: Caratteristiche, Prezzi, Vantaggi e Svantaggi 

Fotovoltaico rendimento: i fattori da tenere in considerazione

Aumentare il rendimento fotovoltaico del proprio impianto installato è possibile, se teniamo in considerazione alcuni fattori importanti che possono influenzare il rendimento dei pannelli solari.

Infatti solitamente a livello standard il produttore dichiara un tipo di rendimento calcolato secondo dei parametri ideali.

Questi ultimi presuppongono 1000 watt per ogni metro quadro di superficie, una temperatura di 25 °C e una distribuzione spettrale che corrisponde a 1,5.

Tuttavia dobbiamo considerare che i rendimenti degli impianti solari non sono sempre costanti, ma possono variare nel tempo proprio in base alla presenza o all’assenza di alcuni elementi essenziali.

Si tratta di considerare le caratteristiche e le prestazioni dei materiali utilizzati, degli inverter e di tutti i componenti che formano l’impianto.

Poi teniamo conto dell’inclinazione dei moduli e della presenza di ombreggiamenti. L’inclinazione ideale sarebbe di circa 30-35 gradi.

Consideriamo anche la composizione dello spettro di luce e la corretta esposizione dei moduli all’irraggiamento della luce solare.

Per quanto riguarda il nostro Paese, risultati importanti si riescono a raggiungere con un’esposizione sud, ma anche sud est o sud ovest.

È sempre importante rivolgersi ad una ditta specializzata, che nell’installazione dell’impianto fotovoltaico sia capace di tenere conto di tutti questi fattori, per fornirci una buona resa.

Inoltre gli esperti calcolano che l’efficienza dei pannelli solari nel tempo è destinata a crescere grazie agli ultimi ritrovati tecnologici, che si configurano come innovativi.

Per aumentare il rendimento dell’impianto fotovoltaico di circa il 20-30%, si possono montare pannelli su supporti che si distinguono per un orientamento variabile.

Si realizzano così i cosiddetti impianti a inseguimento, che sono capaci di seguire in maniera continua lo spostamento del sole.

Se ragioniamo in termini matematici, per calcolare quanto rende un impianto fotovoltaico, dobbiamo applicare questa formula:

rendimento % = (potenza espressa in watt / superficie espressa in metri quadrati / 1000) x 100.

Come aumentare il rendimento dei pannelli solari

Andiamo più in dettaglio e vediamo tutti i sistemi che possiamo sfruttare per aumentare il rendimento dei pannelli fotovoltaici che compongono il nostro impianto, per ottimizzarlo e risparmiare così sulla bolletta della luce.

È molto importante scegliere gli ottimizzatori, che servono a massimizzare l’efficacia dell’impianto a pannelli solari.

Gli ottimizzatori sono dei piccoli accessori che vengono collegati all’inverter dell’impianto. Si utilizza un collegamento internet wi-fi, in modo da collegare tutto il sistema al computer di casa o allo smartphone o al tablet.

In questo modo si possono monitorare costantemente i dati che ci informano sulla resa in tempo reale di ogni pannello.

Così, essendo consapevoli sul funzionamento di ogni modulo solare, se ci sono dei problemi, si può intervenire opportunamente, per esempio anche attraverso operazioni di pulizia o di manutenzione, per ripristinare l’efficienza di tutto l’impianto.

Non bisogna infatti mai dimenticare che, poiché i pannelli sono collegati tra di loro, l’abbassamento dell’efficienza anche di uno di essi può ripercuotersi anche sull’intero impianto solare.

Per aumentare ancora di più il rendimento energetico dell’impianto fotovoltaico, possiamo utilizzare delle batterie di accumulo.

I sistemi fotovoltaici generalmente funzionano utilizzando immediatamente l’energia che producono.

Tutto ciò può essere considerato anche un limite, perché, se abbiamo l’esigenza di sfruttare l’energia solare, dobbiamo utilizzarla nel momento in cui fuori c’è il sole.

In altri momenti, invece, come per esempio la notte, bisogna ricorrere alla rete pubblica di energia elettrica, con costi notevoli che possono incidere sull’importo della bolletta.

Utilizzando le batterie di accumulo, l’energia che è prodotta da un impianto e che non viene utilizzata in un dato momento viene immagazzinata per essere utilizzata in un secondo momento, anche quando fuori non c’è il sole.

Un altro fattore da tenere presente per aumentare il rendimento fotovoltaico è quello che si basa sulla temperatura dell’ambiente in cui vengono collocati i pannelli.

Per esempio sarebbe opportuno installare l’impianto su tetti o lastrici in cemento oppure direttamente sul terreno.

Non dovrebbero essere utilizzate superfici metalliche, perché esse hanno un’eccessiva proprietà riflettente e provocherebbero così il surriscaldamento dell’impianto stesso.

Quando i pannelli sono sottoposti a temperature molto alte, possono subire un calo di rendimento.

Per ottimizzare il rendimento, è fondamentale anche scegliere l’inverter giusto. Se compriamo inverter di qualità, possiamo garantirci la trasformazione del 90% dell’energia prodotta, con perdite davvero irrisorie.

Inoltre per un rendimento efficiente dovremmo installare l’inverter nel punto più vicino possibile al contatore.

Teniamo presente che il calcolo del rendimento di un impianto solare va considerato non mensilmente, ma nell’arco complessivo dell’anno.

Infatti, se consideriamo soltanto i mesi invernali, potremmo ritrovarci di fronte ad uno scarso rendimento, convincendoci falsamente che utilizzare l’energia solare non conviene.

Si tratta comunque di differenze non tanto importanti, perché l’impianto fotovoltaico è in grado di funzionare anche d’inverno, anche in presenza di nebbia, cielo nuvoloso, pioggia e neve.

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