Come deve essere configurato un impianto fotovoltaico?

Cosa influisce sulla produzione di un impianto fotovoltaico
Partiamo da una premessa: la potenza nominale dei moduli fotovoltaici, considerata in fase di progettazione per stimare la produzione annuale dell'impianto, si riferisce a condizioni standard dove i moduli vengono testati con irraggiamento perpendicolare di 1.000 Watt/metro quadro e una temperatura delle celle di 25°C; tali condizioni di funzionamento "ideali" di fatto si presentano raramente, quindi la potenza dell'impianto può risultare inferiore.

Vediamo ora quali sono i principali fattori che influiscono sulla produzione di energia elettrica di un impianto fotovoltaico; alcuni sono diretti, ovvero dipendenti dalla tipologia e configurazione dei componenti; altri, invece, sono relativi ad elementi indiretti, come ad esempio le condizioni meteorologiche.

Qualità dei prodotti
Chiaramente la qualità dei componenti e dei materiali utilizzati può influire su efficienza e affidabilità, quindi sulla produzione dell'impianto durante gli anni di funzionamento.

Prevedere moduli fotovoltaici monocristallini con tecnologie innovative, come la "Shingled Interconnection" che caratterizza i moduli Vitovolt 300 M-WE di Viessmann, permette sicuramente di installare più potenza a parità di spazio oltre a ridurre le perdite di produzione alle temperature più elevate di funzionamento.

Dimensionamento dell'impianto fotovoltaico
La taglia di un impianto fotovoltaico è un fattore fondamentale per determinare la producibilità di energia elettrica. La potenza nominale viene solitamente dimensionata sulla base del fabbisogno annuo di energia elettrica dell'utenza (abitazione), valore che può essere rilevato dalle bollette; l'impianto può essere sotto-dimensionato oppure sovra-dimensionato, magari in previsione di un aumento dei consumi elettrici dovuto, per esempio, all'installazione di una pompa di calore elettrica oppure di una colonnina di ricarica domestica per auto elettriche.

Un altro fattore determinante è la disponibilità di spazio adeguato per la posa dei moduli, ad esempio sul tetto.

Località
L'irraggiamento solare varia in funzione della latitudine (più ci si avvicina all'equatore maggiore sarà l'irraggiamento perpendicolare). In Italia godiamo mediamente di un buon irraggiamento solare, ma con differenze di produzione fotovoltaica anche del 30-35% tra località del nord e sud della Penisola a parità di esposizione e configurazione dell'impianto.

Indicativamente possiamo considerare un rendimento medio di circa 1.000-1.100 kWh/kWp di potenza nel nord Italia rispetto a un rendimento medio di circa 1.300-1.400 kWh / kWp al sud.

Esposizione dei pannelli
L'esposizione dei moduli fotovoltaici dipende dal loro orientamento e dalla loro inclinazione. Nel nostro emisfero l'orientamento ideale su struttura fissa risulta verso il sud geografico, anche se sono accettabili orientamenti verso est/ovest (non verso nord!). Per quanto riguarda l'inclinazione (ossia l'angolo che la superficie dei pannelli forma rispetto al piano orizzontale), il valore ottimale dipende dalla latitudine: nel nostro Paese l'inclinazione ideale su struttura fissa si aggira attorno ai 25-35°.

Stagionalità
I moduli fotovoltaici producono energia grazie alla luce solare (non con il calore), quindi sono produttivi anche nelle stagioni più fredde. In estate, però, le ore di luce sono maggiori e il sole percorre un arco più alto e perpendicolare, permettendo, quindi, di produrre più energia elettrica rispetto alla stagione invernale. Ovviamente anche le condizioni meteo in fluiscono sulla produttività.

Temperature di esercizio
Le prestazioni delle celle fotovoltaiche diminuiscono al crescere della temperatura, quindi a parità di irraggiamento solare risulta più vantaggiosa una località più fresca e/o arieggiata.

Tutti i moduli fotovoltaici cristallini presentano un coefficiente di declassamento della potenza rispetto all'aumentare della temperatura; rispetto ai moduli "tradizionali" che si trovano in commercio, prevedere moduli Vitovolt M-WE con tecnologia "Shingled Interconnection" permette di avere minori perdite e, di conseguenza, maggiore produzione anche alle temperature più elevate.

Presenza di ombreggiamenti
Bisogna prestare attenzione agli elementi che possono creare delle zone d'ombra sui moduli fotovoltaici nell'arco della giornata perché possono impattare negativamente sulla produzione. Per quanto possibile si raccomanda di evitare l'installazione dei moduli a ridosso di camini, alberi, ecc.

Pulizia dei pannelli
Se la superficie dei moduli è sporca, viene compromessa la trasparenza del cristallo di vetro frontale, con una riduzione dell'irraggiamento incidente sulle celle fotovoltaiche. Generalmente in ambito residenziale è più che sufficiente una pulizia annuale o biennale per rimuovere sporcizia e pulviscolo; questa operazione è la principale attività di manutenzione ordinaria per un impianto fotovoltaico.
Qualora la zona fosse particolarmente inquinata o soggetta a depositi costanti (ad esempio le zone di campagna), possono essere necessarie pulizie più ravvicinate.

Degrado e/o usura dei componenti
Con il passare del tempo, anche i moduli fotovoltaici cominciano a risultare meno produttivi a causa del cosiddetto "decadimento lineare delle prestazioni"; oggi la garanzia dei moderni moduli fotovoltaici arriva comunque a ben 25 anni con una resa minima dell'80% rispetto al valore iniziale.