L'ombreggiamento nell'impianto fotovoltaico

Nella progettazione di un impianto fotovoltaico è necessario tenere in considerazione, oltre alle ombre lontane, anche gli ombreggiamenti provocati da ostacoli nei pressi dell'impianto.

Ignorare il problema degli ombreggiamenti in un impianto fotovoltaico è, in genere, molto rischioso e può portare a compromettere il funzionamento dell'impianto fotovoltaico o ad effettuare un investimento spropositato a fronte del reale utilizzo della superficie fotovoltaica.

L'analisi delle ombre deve essere effettuata mediante un attento rilievo già in fase di sopralluogo preliminare per la stesura dello studio di fattibilità dell'impianto fotovoltaico. 

In molti casi abbiamo dovuto proporre al Cliente più soluzioni per tenere conto degli ombreggiamenti e consentirgli di scegliere la soluzione più idonea, anche in termini di tempi di ritorno dell'investimento.

Di seguito vedremo due casi: uno è un impianto in provincia di Roma e l'altro a Roma città.

Ostacoli che ombreggiano il fotovoltaico

L'ombreggiamento vicino di un impianto fotovoltaico è causato da numerosi ostacoli che troviamo di norma sulle coperture degli edifici. Questi ostacoli sono, ad esempio:

• comignoli: la loro ombra può spegnere uno o più celle fotovoltaiche, spegnendo anche uno o più  pannelli nel caso più grave, fino ad arrivare al blocco di una stringa.
• antenne: il fastidio dato dalle antenne è in genere inferiore a quello dei comignoli ma, se si tratta di parabole, possono essere altrettanto dannose. Molta attenzione ad antenne di telefonia cellulare perchè, anche a distanza di metri, possono inficiare gravemente il funzionamento dell'impianto.
• cabine ascensore: spesso sui terrazzi ci sono delle cabine dove è installata la parte motrice di un impianto di ascensori. Tali cabine, alte qualche metro, possono creare degli ombreggiamenti devastanti
• falde limitrofe: falde di coperture adiacenti a quella dell'impianto, se sopraelevate rispetto ai moduli fotovoltaici, possono causare ombreggiamenti tutt'altro che trascurabili.
• alberi: gli alberi rappresentando una tripla incognita. La prima è nell'immediato: se un albero si eleva sufficientemente sopra l'impianto, lo può facilmente ombreggiare se in posizione opportuna. La seconda è nel tempo. gli alberi crescono e un semplice alberello minuscolo che oggi non è assolutamente pericoloso dopo dieci anni può cancellare l'intero impianto essendo cresciuto di parecchi metri. La terza è relativa alle foglie: gli alberi perdono le foglie e queste possono depositarsi sopra i moduli fotovoltaici oscurandoli. Analogamente alle foglie funzionano i vari pollini che alcune specie di alberi emettono in quantità notevole in determinati periodi.
• pali e tralicci: la presenza di tralicci o di pali per linee aree (elettriche, telefoniche ecc.) può portare ad ombreggiamenti non indifferenti.

Negli schemi sottostanti abbiamo ignorato la natura reale dell'ostacolo (albero, palo, traliccio, comignolo, ...) e ci siamo limitati a tracciarli in arancione con le altezze corrette (che nel disegno non sono però percepibili).

Impianto fotovoltaico in provincia di Roma

Nel disegno sottostante possiamo vedere una simulazione delle ombre vicine che si proiettano su un impianto fotovoltaico nella provincia di Roma.

Come è possibile notare, le ombre si distribuiscono su buona parte della copertura utile e rendono poco efficace l'impianto a potenza massima, mentre consentono un adeguato sfruttamento dell'energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico di dimensioni opportune.

In questa immagine si vede l'ombreggiamento annuale nel caso di massima potenza utile:

Come è facile intuire, questo modo di operare non è ottimale e, a conti fatti, può allungare i tempi di rientro dell'investimento. Se, inoltre, non si è posta particolare cura nel dimensionamento degli inverter e nella distribuzione delle stringhe, si corre il rischio di un "blocco" dell'impianto che produce molto meno del previsto, fino a diventare non conveniente dal punto di vista economico.

Una distribuzione più razionale è, invece, la seguente:

La strategia di distribuire i pannelli in modo da evitare gli ombreggiamenti consente di realizzare un impianto che, sebbene di potenza inferiore, produca in proporzione di più dell'impianto fotovoltaico a potenza massima.

Questi sono due esempi di approccio differente al problema dell'ombreggiamento di un impianto fotovoltaico. La posizione in provincia di Roma consente di avere un buon irraggiamento solare ma l'ignorare le ombre vicine può essere disastroso.

Già dal primo sopralluogo noi teniamo in considerazione il problema delle ombre vicine e ne simuliamo gli effetti. Nel prossimo paragrafo vedremo come le ombre vicine possano portare ad un impianto profondamente diverso di quello a potenza massima. Anche in questo caso per un impianto sito nel Centro Italia, nella città di Roma.

Ombreggiamento di un impianto fotovoltaico a Roma

L'ombreggiamento che andremo ad osservare riguarda il caso di una tetto nella città di Roma. In questo impianto, data la presenza di numerosi palazzi, alberi e altri ostacoli intorno al luogo di installazione abbiamo proceduto prima ad un rilievo delle ombre lontane e poi ad un'analisi dettagliata delle ombre vicine.

Il calcolo delle ombre lontane proiettate sull'impianto fotovoltaico viene discusso in un altro articolo. In questo paragrafo vogliamo invece concentrarci sull'impossibilità pratica di realizzare un impianto su gran parte della superficie disponibile in quanto fortemente ombreggiata.

Nel disegno seguente possiamo vedere una simulazione delle ombre proiettate sull'impianto fotovoltaico da ostacoli vicini all'impianto stesso. Per brevità riportiamo solo lo schema con l'impianto finale:

Come è facilmente comprensibile, trattandosi di un impianto fotovoltaico piccolo, la corretta valutazione dell'area assolata è fondamentale per avere una convenienza economica dell'impianto: fare un impianto che copre tutta la superficie utile (ignorando le ombre), conti alla mano, è molto meno conveniente del realizzare l'impianto mostrato sopra. Talmente meno conveniente che l'impianto fotovoltaico rientra dei costi iniziali in oltre quindici anni! Contro i 7-10 di un impianto fotovoltaico normale correttamente posizionato e dimensionato.

Conclusioni sull'ombreggiamento di un impianto fotovoltaico

Omettere l'analisi delle ombre vicine può portare ai seguenti problemi:

• ritorno dell'investimento in più anni del necessario
• acquisto di moduli fotovoltaici che si riveleranno improduttivi (= soldi buttati)
• rischio di compromettere la resa dell'intero impianto (se la disposizione delle stringhe e il dimensionamento degli inverter non è stato concepito in maniera opportuna)
• inutile occupazione di spazio

Nel realizzare i nostri impianti noi effettuiamo sempre un'analisi delle ombre vicine e valutiamo la produttività e la dimensione dell'impianto fotovoltaico in funzione di essa. 

Se volete ricevere un preventivo gratuito e senza alcun impegno da parte nostra potete compilare il nostro modulo online preventivi fotovoltaico.

Consigli per realizzare un buon impianto fotovoltaico

In questa sezione analizziamo una serie di consigli su come realizzare un buon impianto fotovoltaico. Questi consigli saranno di natura qualitativa, non essendo nè opportuno nè significativo effettuare analisi quantitative dettagliate.

Le ombre vicine in un impianto fotovoltaico

Una primissima considerazione, molto banale per la verità, è: "poichè l'impianto fotovoltaico funziona grazie alla luce solare è necessario evitare le ombre".

Purtroppo questa semplcissima verità è spesso trascurata per la fretta di fare un preventivo "a spanne" o per la volontà di proporre ai propri Clienti l'impianto "più potente possibile".

Noi teniamo molto alla cura dei dettagli, soprattutto se tanto dettagli non sono come nel caso delle ombre, ed effettuiamo sempre un'analisi delle ombre vicine.

L'argomento viene dettagliato in un apposito articolo sull'ombreggiamento degli impianti fotovoltaici.

Impianti fotovoltaici a Roma

Se gli argomenti sopra esposti vi sono sembrati interessanti e siete interessati alla realizzazione di un impianto fotovoltaico potete rivolgervi tranquillamente a noi.

Per ottenere un preventivo per un impianto fotovoltaico a Roma e provincia potete utilizzare, gratuitamente e senza alcun impegno da parte vostra, il nostro modulo online preventivi fotovoltaico.

Dieci cose da sapere su un impianto fotovoltaico

Sebbene sia ormai entrato nell'immaginario collettivo e nel paesaggio quotidiano, l'impianto fotovoltaico rimane ancora un oggetto misterioso ai più.

In questo articolo tratteremo, passo passo, i principali concetti da conoscere prima di avventurarsi nell'acquisto di un impianto fotovoltaico.

Ogni punto sarà sviluppato in un apposito paragrafo e poi dettagliato in un articolo più approfondito.

1) Cos'è un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è un sistema in grado di produrre energia elettrica direttamente dalla luce. Poichè, ogni giorno, il Sole manda sulla Terra una quantità enorme di luce, un impianto fotovoltaico può essere utilizzato per produrre, direttamente dalla luce solare, elettricità.

L'impianto fotovoltaico consiste in pannelli di colore bluastro detti "moduli fotovoltaici". Questi pannelli sono i componenti che, colpiti dalla luce, producono energia elettrica. L'energia elettrica prodotta da un modulo fotovoltaico è di tipo "a corrente continua". Se la si vuole utilizzare per i macchinari e gli elettrodomestici esistenti deve essere convertita in corrente alternata. A questo compito provvede un altro componente di un impianto fotovoltaico: l'inverter.

2) Come devo scegliere i moduli fotovoltaici?

Esistono due tecnologie fotovoltaiche fondamentali: quelle basate su silicio cristallino e quelle su silici amorfo.

A breve (qualche anno?) saranno disponibili altre tecnologie ma oggi solo le due suddette sono utilizzabili in pratica.

La tencologia fotovoltaica che si basa sul silicio cristallino permette di realizzare moduli "rigidi", appunto come un "cristallo". Questi moduli hanno un buon rendimento, cioè una buona capacità di convertire la luce in elettricità.

La tecnologia che si basa sul silicio amorfo permette, invece, la realizzazione di moduli fotovoltaici "flessibili", in grado di adattarsi facilmente a superfici curve. Purtroppo il rendimento, in questo caso, è inferiore a quello dei pannelli in silicio cristallino. 

In pratica, a parità di potenza nominale, il modulo in silicio cristallino richiede meno spazio di uno in silicio amorfo. 

Quello che conta è, però, l'energia prodotta nel periodo, poichè è su di essa che si basano tutti i meccanismi di incentivazione, di scambio e di vendita dell'elettricità.

3) Qual è la differenza tra potenza ed energia?

La potenza è quanta energia "per volta" possiamo produrre. In pratica, usando una similitudine, possiamo pensare alla potenza come alla dimensione di un contenitore usato per trasportare, ad esempio, del vino.

Se acquisto un contenitore da 1 litro, immaginando di fare un viaggio al giorno dal fornitore di vino, a fine anno avrò trasportato 365 litri di vino. Questa quantità è, nella nostra similitudine, associabile all'energia.

Se ho un contenitore più grande (ad esempio 100 litri) in un anno, sempre con un viaggio al giorno, avremo trasportato 36.500 litri.

La potenza di un impianto fotovoltaico si misura in "watt di picco" (watt è un'unità di misura che porta il nome del celebre matematico e ingegnere britannico James Watt) ed è indicata con il simbolo Wp. Un suo multiplo tipico è il kWp, ossia il "chilowatt di picco", pari a mille Wp.

L'energia si misura in "wattora" ed è indicata con Wh. Anche qui un "chilowattora" (ossia 1 kWh) è pari a mille Wh.

Analogamente, sia per la potenza sia per l'energia, il prefisso M o mega indica un milione e il prefisso G o Giga indica un miliardo. Quindi 1 MWp è un megawatt di picco (cioè un milione di Wp) e 1 GWh si legge "un gigawattora" (pari ad un miliardo di Wh).

Se abbiamo un impianto da, ad esempio, 3 kWp di potenza nominale questo può produrre in un anno, nella zona di Roma, circa 3.900 kWh, energia in genere sufficiente per una famiglia di 4 persone.

Chiaramente se abbiamo, invece, un impianto da 300 kWp di potenza nominale questo potrà produrre in un anno, nella zona di Roma, circa 390.000 kWh, energia in genere sufficiente per 100 famiglie di 4 persone.

Per capire quale impianto è adatta ad un singolo utente bisogna considerare la potenza dell'impianto ma questa viene dimensionata, praticamente sempre, in base all'energia da produrre.

La vera guida al dimensionamento dell'impianto è quindi l'energia, ossia quanto vino mi serve l'anno, per tornare alla nostra similitudine.

4) Qual è la mia taglia di impianto fotovoltaico

Se si pensa di acquistare un impianto fotovoltaico bisogna decidere qual è la dimensione "giusta", ossia la potenza nominale, dell'impianto che si vuole.

Ovviamente, se si hanno soldi a sufficienza, in genere il criterio migliore è quello di produrre più energia possibile e quindi acquistare un impianto fotovoltaico che copra l'intera superficie disponibile.

Nel caso in cui i soldi siano invece limitati, è opportuno acquistare l'impianto che produce o l'energia che ci serve o la massima energia ottenibile con il denaro disponibile. Si noti come, in entrambi i casi, si sia ragionato in funzione dell'energia.

Molti commettono l'errore di pensare che sia necessario un impianto fotovoltaico di potenza simile a quella che hanno installata dall'ENEL. Ad esempio, un titolare di un allaccio per 10 kW di potenza elettrica può pensare di aver bisogno di un impianto da 10 kWp. Ebbene, ciò non è in genere vero.

Per questo, quando eseguiamo un sopralluogo, la prima cosa che cerchiamo di capire è di quanta energia ha bisogno il nostro Cliente e qual è il suo approccio al fotovoltaico: produrre energia per rivenderla o per consumarla per sè?

5) Quanto ricavo da un impianto fotovoltaico?

Molti si chiedono quanto si possa ricavare da un impianto fotovoltaico. La questione è importante perchè è uno dei fattori da considerare nella scelta del preventivo di impianto fotovoltaico da realizzare. Per questa ragione nel preventivo di un qualsiasi impianto fotovoltaico inseriamo sempre una stima dei ricavi che l'impianto fotovoltaico andrà a produrre nei venti anni di incentivi.

Questi ricavi provengono da tre distinte fonti ma bisogna prima fare una differenziazione: l'impianto fotovoltaico opera in regime di scambio sul posto o di rivendita dell'energia?

Se opera in regime di scambio sul posto, le tre fonti di ricavo sono:

• incentivi
• risparmio in bolletta
• contributo in conto scambio

Gli incentivi vengono erogati in funzione dell'energia prodotta, a prescindere dall'uso che se ne fa (si vende all'ENEL, si usa per sè).

Il risparmio in bolletta è un ricavo perchè non troviamo più in bolletta la voce per per l'energia che produciamo e che utilizziamo e questo corrisponde a risparmiare denaro, ossia è come se si avesse un'entrata extra.

Il contributo in conto scambio è una compensazione dell'energia acquistata dal distributore (es. ENEL) quando l'impianto fotovoltaico non è sufficiente per soddisfare l'autoconsumo. 

6) Quanto mi costa un impianto fotovoltaico?

Quando si ottiene un preventivo per un impianto fotovoltaico è essenziale avere un'idea dei costi di gestione dell'impianto fotovoltaico. Dovrebbe essere ben chiaro che un impianto fotovoltaico, al pari di un'automobile, ha un costo di gestione in assicurazioni, tasse, manutenzione. Se questo costo di gestione non è ben considerato all'inizio, allora è possibile avere un impianto fotovoltaico poco conveniente. Per questo motivo, su ogni preventivo per un impianto fotovoltaico presentiamo in dettaglio una stima di quali siano i costi di gestione e di come siano distribuiti nel tempo.

I costi di gestione di un impianto fotovoltaico sono quattro:

• manutenzione ordinaria
• manutenzione straordinaria
• sostituzione inverter al decimo anno
• assicurazione

La manutenzione ordinaria di un impianto fotovoltaico è un intervento che viene eseguito, di norma, una volta l'anno.

La manutenzione straordinaria è quella che avviene in caso di guasti e/o di altri interventi imprevisti che servono a mantenere funzionante l'impianto fotovoltaico.

La sostituzione degli inverter al decimo anno è necessaria per l'usura tipica degli inverte fotovoltaici.

L'assicurazione è facoltativa ma, se scelta, deve essere pagata ogni anno.

Quando richiedete un preventivo per un impianto fotovoltaico fate attenzione che queste spese vi siano state indicate nell'analisi economica dell'impianto.

7) La manutenzione di un impianto fotovoltaico

Un piccolo approfondimento merita il discorso sulla manutenzione ordinaria di un impianto fotovoltaico. Come già accennato, ogni impianto fotovoltaico ha bisogno di una manutenzione periodica che deve essere eseguita se si vuole che l'impianto fotovoltaico renda quanto previsto.

Per definire la manutenzione di un impianto fotovoltaico sono necessarie numerose informazioni. Inoltre, la manutenzione di un impianto fotovoltaico dipende dalla sua taglia e dalla località in cui si trova.

In questo breve paragrafo possiamo dare solo alcuni criteri generali sulla manutenzione di un impianto fotovoltaico. Ulteriori dettagli sulla manutenzione degli impianti fotovoltaici saranno dati in succcessivi articoli.

Il primo punto da considerare è l'analisi dei punti critici. Con questa analisi vengono individuati tutti i componenti che hanno bisogno di manutenzione e se ne pianificano la frequenza e la modalità. Si tenga presente che tale pianificazione deve avvenire secondo i principi forniti dai costruttori o secondo principi più conservativi.

Il secondo punto è pianificare un'ispezione almeno una volta l'anno. In tale ispezione dovranno essere verificate almeno tutte le connessioni dell'impianto fotovoltaico, esaminati tutti i componenti dell'impianto fotovoltaico e dei quadri elettrici, sia di campo fotovoltaico, sia di stringa fotovoltaica sia in corrente alternata. In particolare verificare che tutti i dispositivi di sicurezza siano efficienti.

Il terzo punto è tenere in considerazione la presenza di eventuali fattori di disturbo nei pressi quali strade polverose, ciminiere, lavorazioni che producono polvere (es.: marmisti). Tutto ciò che produce polvere, fuliggine, salsedine o simili può portare a depositi che si accumulano sui moduli e ne riducono l'efficienza. 

Dopo aver considerato tutti questi punti è opportuno redigere un piano di manutenzione dell'impianto fotovolatico e seguirlo puntualmente.

Quando realizziamo un impianto fotovoltaico a Roma e provincia forniamo sempre indicazioni precise sulle manutenzioni che il proprietario dell'impianto può eseguire da solo e quelle che invece richiedono un tecnico specializzato.

8) Il quarto conto energia e gli incentivi per il fotovoltaico

L'argomento del quarto conto energia per gli incentivi sugli impianti fotovoltaici è troppo ampio per essere trattato in questo articolo. Ne seguiranno altri più specifici. Qui daremo solo un breve cenno a cosa è il quarto conto energia per l'incentivazione degli impianti fotovoltaici.

Il IV conto energia si applica agli impianti fotovoltaici che entreranno in esercizio entro il 31 dicembre 2016. Nel quarto conto energia vengono fornite tutte le norme per sostenere, mediante gli appositi incentivi, lo sviluppo dell'energia fotovoltaica. Il quarto conto energia riduce progressivamente gli incentivi in funzione del tempo e della potenza installata.

Il quarto conto energia distingue tra grandi e piccoli impianti. La distinzione non è immediata in quanto sono definiti piccoli impianti quelli che abbiano almeno una delle seguenti caratteristiche:

• siano realizzati su edifici e abbiano potenza non superiore a 1 MWp
• siano realizzati su superfici diverse da edifici (es.: serre, a terra ecc.) e abbiano potenza non superiore a 200 kWp, operando in regime di scambio sul posto
• siano realizzati su edifici di amministrazioni pubbliche (in questo caso non vi è limite alla potenza).

Per ulteriori dettagli si vedano articoli specifici di approfondimento.

9) Quando è conveniente un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico può essere conveniente se, avendo a disposizione una superficie di un edificio o un terreno, è verificata almeno una delle seguenti condizioni:

• vorrei investire dei soldi
• pago molto di bolletta elettrica

Nel primo caso si punterà ad un impianto fotovoltaico per rivendere energia. Nel secondo caso ad un impianto fotovoltaico in regime di scambio sul posto. Se ci si trova in tutti e due i casi, allora si può optare per comunque la vendita di energia.

Una stima reale della convenienza di un impianto fotovoltaico si può ottenere richiedendoci un preventivo gratuito e senza impegno con il nostro modulo online per la richiesta di preventivi per impianti fotovoltaici.

10) Quanto costa un impianto fotovoltaico?

Questa è la domanda più difficile a cui rispondere. Il costo di un impianto fotovoltaico varia, di norma, dai 2.800 euro a kWp fino ai 3.800 euro a kWp, a seconda della taglia e della complessità di realizzazione dell'impianto.

Bisogna prestare particolare attenzione all'argomento "prezzo" perchè spesso le differenze di prezzo sono dovute a materiali più scadenti e ad una progettazione meno accurata, con risultati a volte pessimi sul piano della produzione di energia elettrica (e quindi sul piano del rientro dell'investimento effettuato).

In poche parole, anche per l'impianto fotovoltaico vale il detto che "chi più spende meno spende".

Ovviamente questi discorsi valgono in generale e i casi devono essere analizzati uno ad uno. Nel nostro caso, ad esempio, la realizzazione "in casa" di molte fasi (progettazione, iter burocratici, installazione ecc.) ci consente di mantenere contenuto il prezzo limitando "i passaggi intermedi" ma senza intaccare la qualità del risultato. Nonostante questo, non saremo mai competitivi (sul piano del costo iniziale) rispetto a chi usa pannelli di qualità sconosciuta, inverter misteriosi e sottodimensiona il sottodimensionabile, spesso ignorando anche la sicurezza dell'installazione. Ma competere sul prezzo con costoro non ci interessa. Quello che ci interessa è, invece, avere clienti soddisfatti che si rivolgano a noi anche per altri servizi e che ci pubblicizzino presso amici e parenti.  

Se desiderate conoscere il nostro modo di lavorare e ricevere un preventivo gratuito e senza impegno potete utilizzare il modulo online per preventivi sul fotovoltaco.