Quanto produce un impianto fotovoltaico: guida completa al calcolo della produttività di un impianto fotovoltaico

Quando si parla di fotovoltaico, una delle domande più comuni è: “Quanto può produrre il mio impianto?”. La domanda è lecita, prima di realizzare un impianto è importate conoscere quale sarà il suo reale impatto sulla riduzione del costo dell’energia che consumiamo.
La risposta non è universale, ma dipende da numerosi fattori come la località geografica, l’orientamento dei pannelli e la qualità dei materiali e dell’installazione.

In questa guida approfondiremo il tema della produzione fotovoltaica, considerando dati reali di radiazione solare, specifici per ogni provincia italiana, nonché parametri avanzati di efficienza dei moduli fotovoltaici.
Ovviamente, in questo contesto dovremo accettare un certo grado di approssimazione, ma le informazioni ti saranno senz’altro utili per fare le tue considerazioni.

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I principali fattori che influenzano la produzione fotovoltaica

1. Radiazione solare annua (kWh/m²/anno)

La quantità di radiazione solare ricevuta in un determinato luogo è uno dei fattori chiave. Essa varia considerevolmente tra le regioni e addirittura tra le province italiane. Ad esempio, le aree del Nord Italia ricevono in media meno radiazione rispetto a quelle del Sud, ma grazie alle moderne tecnologie, anche le regioni meno soleggiate possono ottenere risultati eccellenti.

Esempio di radiazione per provincia:

• Milano: 1.350 kWh/m²/anno
• Roma: 1.500 kWh/m²/anno
• Palermo: 1.650 kWh/m²/anno

2. Potenza nominale (kWp) dell’impianto

La potenza nominale indica la capacità massima dell’impianto di generare energia. Se hai o stai considerando un impianto da 6 kWp (kilowatt di picco), questa è la base da cui partire per calcolare la produzione potenziale.

3. Orientamento e inclinazione dei pannelli

L’orientamento ottimale dei pannelli è verso Sud, con un’inclinazione (tilt) che varia in base alla latitudine. L’inclinazione ottimale per l’Italia centrale è attorno ai 30-35°, ma l’inclinazione perfetta può essere leggermente diversa in altre regioni.

Di seguito alcuni esempi di fattori di resa per tilt:

• Tilt 0° (orizzontale): resa al 78%
• Tilt 30° (inclinazione ottimale): resa al 100%
• Tilt 60°: resa al 91%

4. Performance Ratio (PR) e perdite del sistema

Le perdite di sistema (efficienza dell’inverter, perdite per cavi, temperature elevate, ombreggiature) riducono la produzione effettiva. Un impianto ben progettato ha un Performance Ratio (PR) di circa 0,75-0,85.

Ora che abbiamo definito i fattori che incidono sulla produttività di un impianto fotovoltaico possiamo procedere con il calcolo.

Come calcolare la produzione annuale di un impianto fotovoltaico?

Esistono due principali metodi per calcolare la produzione fotovoltaica, entrambi basati su dati reali e scientifici. Vediamoli in dettaglio.

Metodo 1: Utilizzo delle ore equivalenti di produzione

Questo metodo offre una stima rapida e affidabile, ideale per chi vuole una valutazione veloce della produzione. Si basa sul numero di ore all’anno in cui l’impianto può funzionare alla sua massima capacità, tenendo conto delle condizioni locali.

Produzione annua (kWh) = Potenza nominale (kWp) x Ore equivalenti x Performance Ratio (PR)

Esempio pratico:
Un impianto da 6 kWp situato a Roma (Centro Italia) con 1.400 ore equivalenti e un PR di 0,80, produrrà:

6 kWp x 1.400 ore x 0,80 = 6.720 kWh/anno

Metodo 2: Calcolo con radiazione solare annua e tilt

Questo approccio è più preciso e tiene conto di fattori specifici come la radiazione solare e l’inclinazione dei pannelli, permettendo di ottenere una stima più accurata della produzione.

Produzione annua (kWh) = kWp x Radiazione solare annua x Coefficiente di resa modulo per tilt x Performance Ratio (PR)

Esempio pratico:
Per un impianto da 6 kWp situato a Milano, con una radiazione solare media di 1.350 kWh/m²/anno, un coefficiente di resa modulo per tilt di 0,95 e un PR di 0,80, la produzione sarà:

6 kWp x 1.350 kWh/m²/anno x 0,95 x 0,80 = 6.156 kWh/anno

Quindi, ricapitolando: per calcolare quanto produce effettivamente un impianto fotovoltaico è necessario conoscere:

• Dimensione dell’impianto espressa in kWp
• Radiazione solare annua della sito di installazione
• Il coefficiente di resa del modulo per tilt (orientamento ed inclinazione) nelle condizioni di installazione
• Performance ratio che in media oscilla tra il 75% e l’85%

Ovviamente è possibile anche eseguire il calcolo inverso ossia, conoscendo il fabbisogno di energia annuo, stimare il corretto dimensionamento dell’impianto in kWp.

In questo caso la formula per il calcolo diventa:

kWp = Fabbisogno energetico annuo (kWh) / (Radiazione solare annua x Coefficiente di resa modulo per tilt x Performance ratio (PR))

Esempio pratico di calcolo:

Supponiamo che il tuo fabbisogno energetico annuo sia di 4.000 kWh, e tu viva a Roma dove la radiazione solare annua è di 1.500 kWh/m²/anno, con un’inclinazione ottimale dei pannelli (30°) e un PR di 0,80.

Inseriamo questi valori nella formula:

kWp = 4000 kWh / (1500 kWh/m²/anno x 1,00 x 0,80)

kWp = 4000/1200 = 3,33 kWp

In questo caso, un impianto da 3,33 kWp sarebbe sufficiente a coprire il tuo fabbisogno energetico annuo di 4.000 kWh.

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Conclusione

Calcolare la produzione di un impianto fotovoltaico non è un compito facile, poiché entrano in gioco molte variabili. Tuttavia, con l’aiuto di un esperto, potrai ottenere una stima accurata basata sui dati reali della tua posizione geografica, massimizzando il ritorno del tuo investimento.

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