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Per un osservatore posizionato sulla terra, il sole si sposta da Est ad Ovest, seguendo la forma di una parabola.
Per studiare la direzione dei raggi del sole rispetto alla superficie terrestre bisogna considerare due angoli: tilt e azimut.
Il tilt (o grado di elevazione) corrisponde all’inclinazione di un oggetto rispetto al piano di terra (l’angolo che un oggetto forma con la linea del terreno). Per gli impianti fotovoltaici il tilt rappresenta l’inclinazione del piano del dispositivo fotovoltaico rispetto al piano orizzontale.
L’azimut, invece, corrisponde all’ angolo di orientazione del piano del dispositivo fotovoltaico rispetto al meridiano.
Quindi con un azimut di 180 gradi l’impianto fotovoltaico è rivolto verso Nord, con un azimut di 90 gradi è rivolto verso Ovest e con un azimut di 0 gradi è rivolto verso Sud.
Per massimizzare la produzione di un impianto fotovoltaico è essenziale scegliere il corretto orientamento e la corretta inclinazione dei pannelli fotovoltaici.
Gli impianti fotovoltaici possono essere considerati efficienti quando i raggi solari cadono sul piano perpendicolare ai pannelli. Per decidere come posizionare i pannelli bisogna considerare le variabili che influiscono sulla direzione dei pannelli solari, sulla loro inclinazione e sulla radiazione solare.
Radiazione solare e stima produzione
Per calcolare la produzione di un impianto fotovoltaico dobbiamo stimare la quantità di energia solare che è in grado di raggiungere quel sito.
La stima della radiazione solare è un elemento fondamentale per valutare la fattibilità dell’installazione di un impianto fotovoltaico in un determinato luogo. La radiazione solare non è costante durante l’anno a causa della variazione dei percorsi del sole sulla superficie terrestre. Esistono diverse metodologie per stimare questa radiazione:
Mappe solari in coordinate polari:
- Rappresentano i percorsi del sole su un piano orizzontale attraverso circonferenze concentriche.
- Ogni circonferenza rappresenta un diverso valore dell’altezza solare, mentre i raggi indicano i percorsi del sole in diversi periodi dell’anno.
- Specifiche per una data latitudine.
Mappe solari in coordinate cartesiane:
- Proiettano la volta celeste come la superficie di un cilindro sopra un piano.
- Sud è il punto di riferimento, indicando la direzione verso cui i pannelli fotovoltaici dovrebbero essere orientati.
- La curva più alta rappresenta il percorso del sole durante l’estate, mentre la più bassa indica il solstizio invernale.
- Mostrano i valori di elevazione lungo le ordinate.
Curve isoradiative:
- Rappresentano su curve la radiazione solare incidente in un luogo specifico.
- La radiazione varia con la latitudine; ad esempio, è maggiore al Sud e minore al Nord.
- Aiutano a comprendere l’energia proiettata in un dato luogo.
Per massimizzare la produzione del proprio impianto fotovoltaico bisogna orientare i pannelli verso Sud con un angolo azimut pari a 0°.
Nel caso in cui non si possono orientare i pannelli verso Sud si può optare per orientare i pannelli con un’angolazione di massimo 45° a Sud-Est e Sud-Ovest senza ridurre drasticamente l’efficienza dei moduli fotovoltaici.
Inclinazione dei moduli solari
La variabile che influisce sull’inclinazione dei moduli solari è la latitudine: per massimizzare la produzione l’inclinazione dei pannelli deve essere pari alla latitudine L del luogo di realizzazione dell’impianto.
Ad esempio per una latitudine di 30° si deve installare i pannelli con un’inclinazione compresa tra i 30 e i 40°.
Inoltre bisogna analizzare la superficie del tetto su cui verrà installato l’impianto:
Se i pannelli vengono installati a terra bisogna calcolare l’inclinazione per non causare ombre sulle altre file di moduli fotovoltaici e se si sceglie di installare un impianto su un tetto, i moduli devono essere adiacenti alla falda del tetto.
