Monocristallino, policristallino, amorfo...?!?

[ASK]

1) Un pannello solare in pieno sole rende il 100% ...?
No - Raramente un modulo FV si trova ad operare in condizioni standard di riferimento ovvero 1000W/m2 di insolazione, con temperatura delle celle FV a 25°C ed esposto in modo perpendicolare alla radiazione solare. Solo in queste condizioni il modulo FV produce effettivamente la sua potenza nominale di targa. Queste condizioni si verificano solamente in inverno nelle limpide giornate di freddo maestrale intorno a mezzogiorno.

2) Sconsiglio ragionare in termini di efficienza (rapporto fra potenza e superficie), bensi in base alla somma delle potenze nominali (di targa) dei moduli FV che effettivamente riuscite ad installare, scegliendo moduli FV di dimensioni adatte per sfruttare al meglio i spazi disponibili. Piu’ Watt riuscite ad installare, meglio è in quanto, a parita’ di altre condizioni, la quantita’ di energia prodotta sara’ proporzionale alla potenza nominale installata espressa in Wp (Watt di picco).

3) Unita’ di misura: l’unita’ di misura corretta per definire la potenza nominale (di targa) di un impianto solare FV e’ il 'Wp' (purtroppo il 'p' (di picco) viene spesso dimenticato). Cosa differente e’ invece la potenza effettivamente erogata dall’impianto espressa in 'W' (Watt).
L’unita’ di misura per l’energia prodotta e’ il 'Wh' (Wattore) dall’inglese Watt-hours. Invece l’unita’ di misura per la capacita’ caricata in batteria e’ l’ 'Ah' (Amperora) e non 'A' (Amper= unita’ di misura per la corrente)!!! - Per maggiori dettagli consiglio consultare Wikipedia.

4) Nel centro Italia e sulla costa del Tirreno fino a Genova l’insolazione giornaliera media su una superficie fissa inclinata verso sud con angolo ottimale e’ pari a 4,5h/giorno (ore al giorno) equivalenti di sole, sul Adriatico settentrionale scende a 4,0h/giorno equivalenti, in Sicilia troviamo 5,5h/giorno equivalenti. In pieno estate (luglio/agosto) possiamo considerare 30% in piu’ della media annuale, in pieno inverno 40% in meno.

Prima di tutto definiamo i parametri di partenza:
Ipotizzo voler installare 2 moduli da 80Watt = 160Watt di potenza total.
Vi trovate sul Tirreno in centro Italia, per cui l’insolazione media annuale e’ pari a 4,5h/giorno. In estate (periodo che ci interessa) l’insolazione sale a 5,9h/giorno.
Ipotizzo l’installazione orizzontale sulla tuga dove, nelle 6 ore a cavallo del mezzogiorno solare (fra le ore 100 di mattina e le 160 del pomeriggio (ora legale)) il boma proietta mediamente un ombra pari al 20% della superficie totale dei moduli installati.

A questo punto propongo il seguente calcolo semplificato per l’energia prodotto in un giorno medio nel mese in esame:

Energia=Pnom*insol*Ce*Co*Ct*etaBOS

dove:

Pnom = potenza nominale totale dei moduli FV.

Insol = Insolazione

Ce = Coefficiente di esposizione che tiene conto della differenza di angolazione dei moduli rispetto alla superficie fissa orientata a sud ed inclinata in modo ottimale (Italia estate: 20gradi - inverno: 60gradi)
Nel caso da noi ipotizzato, con moduli FV montati in orizzontale, in estate perdiamo il 5% di energia per cui il coefficiente di esposizione e’ pari a 95%, mentre in inverno il coefficiente di esposizione scendera' al 50% circa. Invece se i moduli FV non sono montati in modo fisso, e cambiamo l’orientamento dei moduli FV tre volte al giorno in modo da esporli perpendicolarmente ai raggi del sole (la mattina verso est, a mezzogiorno verso il sole al massimo, nel pomeriggio verso ovest), il coefficiente di esposizione puo’ arrivare a toccare il 120% circa.

Co = Coefficiente di ombreggiamento – pari alla percentuale di superficie libera da ombre. Se la superficie libera da ombre e’ inferiore al 25% non fa piu’ differenza, il coefficiente rimane costante pari al 25%.

Ct = Coefficiente di temperatura delle celle FV
Ct=1-0,003*(TFV–25°C). In estate sotto il sole la temperatura TFV delle celle all’interno del moduli FV puo’ arrivare a toccare 70°C, specialmente se incollati sulla tuga e non retro-ventilati.
Nel calcolo seguente useremo un valore medio di 60°C.

etaBOS = rendimento del sistema a valle (Balance of System) che tiene conto delle perdite nel regolatore di carica, nei cavi, spinotti ecc. – e che stimiamo pari a 95%.

Pertanto nel caso ipotizzato questo calcolo semplificato produce il seguente risultato:
E=160Wp*5,9h/giorno*95%*80%*89,5%*95%=610Wh/giorno.

Per ottenere la capacita’ ovvero le Ah (ampere-ore) caricate giornalmente in batteria dai moduli FV, basta dividere l’energia prodotta per la tensione media in fase di carica della batteria pari a 13V (oppure 26V in caso di impianto a 24V) ovvero:

Capacita’=(610Wh/giorno)/13V=47Ah/giorno

----------------

Nota finale sui costi: negli ultimi 3 anni i prezzi della tecnologia FV si sono dimezzati. Attualmente i rivenditori nautici vendono moduli FV a circa 3Euro/Wp mentre le aziende specializzate nel settore solare possono scendere a 2Euro/Wp. Pertanto i nostri due moduli per un totale di 160Wp potranno costare oggi fra 350-500Euro
Un regolatore di carica adatto al nostro caso (12V, 20A) puo’ costare fra 50-100Euro, il resto dell’impianto e’ costituito da fili elettrici, 1-2 fusibili e qualche spinotto al costo di poche Euro.