Qual è l’orientamento migliore per i pannelli fotovoltaici?

L’ottimizzazione dell’orientamento e dell’inclinazione dei pannelli fotovoltaici rappresenta un elemento cruciale per assicurare il massimo rendimento degli impianti solari, specialmente nei momenti di picco della domanda energetica. Questi aspetti, spesso sottovalutati, possono avere un impatto significativo sulle prestazioni globali del sistema.

In Italia, dove le condizioni di irradiazione solare variano considerevolmente nel corso dell’anno, è di fondamentale importanza orientare i pannelli verso sud e regolare l’inclinazione in base alla stagione. In questo modo puoi ottimizzare l’assorbimento dei raggi solari e massimizzare la produzione energetica. 

Inoltre, è importante prestare attenzione all‘ombreggiamento causato da edifici o alberi, poiché ciò potrebbe compromettere le performance complessive dell’impianto. Ne abbiamo parlato in modo approfondito nell’articolo dedicato alla distanza necessaria tra un pannello e un altro.

In questo approfondimento invece ti dirò i vari fattori da considerare per determinare l’orientamento ideale dei pannelli, tenendo conto della posizione geografica, delle stagioni e delle condizioni ambientali. Prosegui nella lettura.

SOMMARIO

• Perché conoscere il corretto orientamento dei pannelli fotovoltaici?
• Come orientare i pannelli fotovoltaici?
• Orientamento dei pannelli in base alla radiazione solare
• Direzione dei pannelli solari
• Inclinazione dei pannelli fotovoltaici
• Come calcolare l’inclinazione ottimale dei pannelli fotovoltaici?

Perché conoscere il corretto orientamento dei pannelli fotovoltaici?

Sono numerosi i vantaggi del corretto orientamento dei pannelli fotovoltaici. Vediamo i principali:

1. Massimizzare l’efficienza energetica: orientare i pannelli solari per catturare la massima luce solare possibile aumenta la produzione di energia elettrica, ottimizzando l’esposizione al sole durante le diverse stagioni e riducendo così l’ombreggiamento
2. Ridurre i costi energetici: sfruttando al meglio l’energia solare puoi ottenere una maggiore autosufficienza energetica, riducendo così la tua dipendenza da fonti convenzionali e conseguentemente i relativi costi
3. Contribuire alla sostenibilità ambientale: il corretto posizionamento e la giusta inclinazione dei pannelli fotovoltaici favoriscono la riduzione delle emissioni di gas serra e dell’impatto ambientale complessivo, contro il cambiamento climatico

A questo punto ti starai chiedendo in che modo installare i pannelli fotovoltaici, tenendo conto dei diversi fattori utili perché l’impianto lavori in modo efficiente. 

Continua a leggere per conoscere questi aspetti in modo approfondito.

Come orientare i pannelli fotovoltaici?

Come anticipato, per ottenere il massimo rendimento da un impianto fotovoltaico, è essenziale posizionare correttamente i pannelli solari. A tal fine dobbiamo quindi fare diverse valutazioni su tre fattori principali:

• Stima della radiazione solare: puoi valutare la quantità di energia solare che raggiunge il luogo d’installazione attraverso mappe solari e curve isoradiative
• Direzione dei pannelli solari: l’orientamento ottimale è verso sud con un angolo azimut di 0°, ma è possibile orientare i pannelli anche a est o ovest con una riduzione di produzione annua limitata
• Inclinazione dei pannelli fotovoltaici: l’inclinazione ideale dipende dalla latitudine del luogo. Solitamente si raccomanda un’inclinazione compresa tra i 30° e i 40° rispetto al piano orizzontale

Queste stime possono essere facilmente ottenute grazie all’utilizzo di tool specifici in grado di calcolare con precisione la disposizione ottimale dei pannelli su qualsiasi tipo di superficie. Ne puoi trovare uno gratuitamente consultando il sito ufficiale della Comunità Europea che da ben 15 anni raccoglie dati dell’irraggiamento solare su tutto il territorio europeo.

Nei prossimi paragrafi vedremo nel dettaglio ciascun elemento necessario alla corretta disposizione dei moduli. 

Orientamento dei pannelli in base alla radiazione solare

La stima della radiazione solare è il primo passo per valutare l’idoneità di un luogo perché tu possa installare un impianto fotovoltaico. 

La radiazione solare varia nel corso dell’anno a causa dei cambiamenti nella posizione del sole sulla superficie terrestre, rendendo fondamentale l’utilizzo di mappe solari o diagrammi solari. Così potrai comprendere i percorsi solari lungo le stagioni stagioni e in diverse latitudini. 

Tali mappe rappresentano visivamente i percorsi del sole nei diversi mesi dell’anno: 

1. Le mappe in coordinate polari mostrano la volta celeste come un piano orizzontale, con circonferenze concentriche che rappresentano i diversi valori dell’altezza solare 
2. Le mappe in coordinate cartesiane, invece, proiettano la volta celeste come la superficie di un cilindro sopra un piano, con il Sud come punto di riferimento 

Naturalmente puoi farlo anche tramite l’ausilio di software, grazie al quale è possibile proiettare l’ombreggiamento fotovoltaico direttamente su questi diagrammi solari e valutare la quantità di energia solare disponibile in un determinato periodo dell’anno. 

Un’altra rappresentazione grafica utile è data dalle curve isoradiative, che mostrano la radiazione solare incidente su un luogo in base alla latitudine. Queste curve rivelano come la radiazione solare tenda a diminuire dal Sud al Nord, con valori più alti nelle regioni più vicine all’equatore. 

LEGGI ANCHE: Come diventare un installatore di impianto fotovoltaico?

Direzione dei pannelli solari

Idealmente, i pannelli dovrebbero essere orientati in direzione Sud, con un angolo azimut pari a 0°, in modo che i raggi solari incidano perpendicolarmente su di essi. Questa configurazione consente ai pannelli di catturare la massima quantità di energia solare disponibile durante il giorno, massimizzando così la produzione di energia elettrica. 

Tuttavia, in alcune situazioni l’installazione verso Sud potrebbe non essere praticabile, ad esempio a causa di ostacoli che causerebbero ombreggiamenti. In questi casi, quindi, è possibile apportare delle variazioni nell’orientamento dei pannelli fotovoltaici.

Ti consiglio allora di orientare i pannelli verso Sud-Est o Sud-Ovest, con un angolo massimo di 45° rispetto al Sud. Se l’angolo di orientamento supera i 45° rispetto al Sud, la produzione annua potrebbe subire una significativa riduzione, poiché i pannelli non riuscirebbero a catturare efficacemente i raggi solari.

Come ultima via c’è l’orientamento verso Est o Ovest che è nettamente meno vantaggioso in termini di radiazione solare, poiché i pannelli catturerebbero principalmente la luce solare mattutina o serale. Questa quindi potrebbe essere un’opzione plausibile quando non puoi direzionare i pannelli verso Sud.

In ogni caso, dovrai adattare l’orientamento alle specifiche condizioni del luogo e agli eventuali ostacoli presenti, se vuoi garantire un rendimento energetico ottimale nel lungo periodo.

Inclinazione dei pannelli fotovoltaici

Una regola pratica è quella di impostare l’inclinazione del pannello solare alla latitudine del luogo di installazione. Ad esempio, se la latitudine è di 40°, l’inclinazione dovrebbe essere compresa tra i 30 e i 40°.

Tuttavia, oltre alla latitudine, dovrai considerare anche la superficie su cui vengono posizionati i pannelli fotovoltaici:

1. Se devi installare l’impianto su un tetto inclinato, i pannelli saranno posizionati in modo complanare con la falda del tetto. In questo caso, l’inclinazione sarà simile a quella del tetto stesso, per garantire un aspetto estetico uniforme e un’installazione armoniosa con la struttura esistente
2. Nel caso in cui l’installazione è a terra o su una copertura piana diversa dal tetto, dovrai calcolare con precisione l’inclinazione per evitare ombreggiamenti tra i pannelli. Ciò è particolarmente importante per evitare che i pannelli anteriori proiettino ombre sui pannelli posteriori durante certi periodi dell’anno

Per calcolare con precisione l’inclinazione e la distanza minima di installazione delle file dei pannelli fotovoltaici, è consigliabile utilizzare strumenti dedicati. Te ne ho consigliato già uno nei precedenti paragrafi.

Questi tool possono calcolare automaticamente le dimensioni necessarie su qualsiasi superficie, sia essa orizzontale, verticale o inclinata. In alternativa, puoi effettuare questi calcoli manualmente utilizzando delle formule empiriche che ti dirò a breve.

Come calcolare l’inclinazione ottimale dei pannelli fotovoltaici?

Come ho già detto, per prima cosa devi conoscere la latitudine del luogo in cui verrà installato l’impianto fotovoltaico. Questa informazione può essere facilmente ottenuta tramite mappe online o localizzatori satellitari.

Successivamente, considera l’altezza massima e minima del sole a mezzogiorno durante l’arco dell’anno. Questi valori sono influenzati dal solstizio d’estate e dal solstizio d’inverno, i giorni con la massima e la minima durata delle ore di luce solare.

Per calcolare l’altezza del sole a mezzogiorno durante il solstizio d’estate, devi sottrarre all’altezza della latitudine l’angolo di inclinazione terrestre, approssimativamente di 23°. 

Utilizzando questa informazione, puoi quindi applicare le seguenti formule empiriche:

• Inclinazione pannello solare in estate = 90 – (90 – (latitudine – 23))
• Inclinazione pannello solare in inverno = 90 – (90 – (latitudine + 23))

Dove “latitudine” rappresenta la latitudine del luogo di installazione dell’impianto fotovoltaico

Queste formule consentono di massimizzare la captazione di energia solare durante l’estate e l’inverno, tenendo conto delle variazioni dell’angolo del sole rispetto all’orizzonte in diversi periodi dell’anno. Infine, una volta ottenuto l’angolo di inclinazione corretto, potrai posizionare i pannelli fotovoltaici. 

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