PRODUZIONE FOTOVOLTAICA

Nel calcolo della produzione fotovoltaica si devono definire due problematiche

• la radiazione solare
• il metodo di calcolo

Per la prima, come visto nel post precedente, ci sono vari modi per calcolarla, ed ogni programma restituisce un valore diverso, soprattutto per la radiazione solare annua. Questo perché più il range di calcolo diventa grande più l’approssimazione cresce.

Per il mio studio ho bisogno sia della radiazione annua che di quella giornaliera. La normativa mi fornisce solo un valore medio annuo, mentre PVgis, PVwatt e vasari mi danno la possibilità di calcolare intervalli piccoli e grandi.

Ho messo a confronto questi ultimi tre, e li ho paragonati al valore da normativa.

Dalla tabella si può notare quanto detto prima, i valori giornalieri sono uguali , e attraverso il valore annuo della normative seleziono il più coerente, cioè PVwatt.

RADIAZIONE SOLARE MEDIA GIORNALIERA 5.53 kWh/mq

RADIAZIONE SOLARE  MEDIA ANNUA 1150 kWh/mq

IL METODO DI CALCOLO:

Fin ora ho sempre considerato la potenza nominale di un singolo modulo che, moltiplicato per il numero di pannelli e per la radiazione solare (e sottratte le perdite) davano la produzione in un determinato periodo (a seconda della radiazione considerata).

Ora inserisco il concetto di EFFICIENZA di un pannello. Ogni tipo di cella (monocristalline, policristalline, amorfe) hanno una capacità di trasformare una quantità di radiazione captata in energia, maggiore è questa percentuale e più il pannello ha una efficienza alta. I monocristallini hanno una efficienza che va dal 14 % al 17% , conoscendo questo dato e l’area delle celle del nostro impianto si può calcolare la produzione.

Da questa si arriva alla potenza nominale, che è uguale all’area per l’efficienza (per area s’intende solo quella delle celle che captano la radiazione, quindi l’area del pannello escluso le cornici e gli interspazi).

Questo determina una forte relazione tra questi tre parametri.

Su questo punto mi sono soffermata un poco, e ci sono ancora questioni in atto, le due strade di pensiero sono:

• l’efficienza incide soprattutto sulle dimensioni dell’impianto, cioè, si possono ottenere diversi impianti con la stessa taglia ma con superfici nettamente diverse grazie ad una efficienza dei moduli diversa. Significa che una volta raggiunta la taglia del mio impianto con meno moduli di potenza nominale maggiore, la produzione sarà uguale a quella di un impianto con più pannelli di potenza nominale inferiore. Questa tesi è supportata da verifiche fatte con i due software e con un calcolo a mano che tiene conto dell’efficienza e dell’area del pannello (in seguito entreremo nel dettaglio)
• Due impianti della stessa taglia ottenuti con moduli di efficienza diversa producono diversamente, perché in grado di “trasformare” una quantità diversa di radiazione solare in energia. Questa sarebbe una deduzione logica, per il momento non è sostenuta da prove e siamo in attesa di dati provenienti da impianti in funzione con le suddette caratteristiche per vedere concretamente il comportamento in esercizio.

Se il secondo caso sarà verificato, allora tutti i predimensionamenti delle campane di produzione fatte con un qualsiasi metodo saranno sottostimate nel momento in cui i nostri pannelli saranno dotati di celle SunPower, cioè ad alta efficienza (dal 20% in su).

Difatti in PVgis e PVwatt, non vi è alcun modo di cambiare il parametro efficienza. L’unico dato di input è la potenza nominale (che come detto prima è ricavata dall’area e dall’efficienza, quindi già contiene in sé tutte le informazioni necessarie). L’unica cosa che ti permette di fare PVgis è la scelta della tecnologia adottata cioè cristallina e CIS, tra queste cambiamo le perdite dovute alla temperatura (la prima avrà più perdite rispetto alla seconda tecnologia).

Come prima confrontavo i dati delle piattaforme con un calcolo manuale, ora faccio lo stesso, solo che utilizzo il parametro “efficienza del pannello” invece che la potenza nominale.

-area di una cella (125x125 cm) = 0.015625 mq

-area di un pannello di 18 celle = 0.28 mq

-area dell’impianto di 88 pannelli = 24,75 mq

-efficienza del pannello = 20,2%

-radiazione solare = 5,53 kWh/mq

-perdite

Abbiamo detto che l’efficienza è la percentuale di radiazione solare che un pannello trasforma in energia, moltiplichiamo l’area del nostro impianto per la radiazione incidente ed otteniamo tutta la quantità che agisce su quei pannelli, poi di tutta quella solo il 20,2% viene catturata, quindi moltiplichiamo per 0,202

                24,75*5.53*0.202 = 27.65 kWh

Tolte le perdite abbiamo una produzione giornaliera di 20.7 kWh

Le produzioni confrontate

La produzione dipendendo dalla radiazione porta grandi differenze all’aumentare del periodo.