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La produzione di energia degli impianti fotovoltaici

La quantità di energia prodotta da un impianto fotovoltaico di taglia assegnata dipende fortemente dalle condizioni climatiche (essenzialmente irraggiamento e temperatura) della località in cui esso è installato.

In pratica la potenzialità energetica di una certa località viene espressa per mezzo dell’insolazione media annua, che fornisce la quantità di energia solare che nell’arco di un anno incide su una superficie di 1 m².Questa grandezza viene di solito misurata in “ore annue di insolazione equivalente”: queste rappresentano il numero di ore di insolazione nell’arco dell’anno riportate alla condizione di irraggiamento nominale (1000 W/m²). Questa unità di misura è particolarmente comoda perchè, nota la potenza nominale dell’impianto, essa consente di calcolare immediatamente l’energia che esso è in grado di produrre.
Per esempio nell’Italia meridionale si misurano 1800 ore equivalenti di insolazione all’anno; ciò significa che un impianto fotovoltaico della potenza nominale di 1 kW è potenzialmente in grado di produrre 1800 kWh all’anno. In realtà occorre tener conto del fatto che la potenza effettiva ai morsetti dell’impianto è sempre inferiore alla sua potenza nominale, a causa delle perdite dovute al surriscaldamento dei moduli, ai collegamenti serie/parallelo e, infine, al rendimento del sistema di condizionamento della potenza. Tipicamente, la potenza di un impianto fotovoltaico è circa l’80-85% di quella nominale: di conseguenza la producibilità effettiva di un impianto da 1 kW è di circa 1500 kWh/anno. Questo numero consente di valutare immediatamente il risparmio di combustibili fossili ottenibile per mezzo di un impianto fotovoltaico. A questo scopo basta conoscere la vita media dell’impianto, valutabile in circa 25 anni, ed il cosiddetto “Energy Pay-Back Time - EPBT”, cioè il tempo necessario perchè l’impianto produca l’energia spesa per la sua costruzione, valutato oggi in circa 5 anni. Note queste grandezze, l’energia netta prodotta dall’impianto può essere calcolata moltiplicando la produzione annua di energia per la “vita efficace” dell’impianto e cioè 25 - 5 = 20 anni.
Nel caso in esame risulta, pertanto, che un impianto da 1 kW produce, nell’arco della propria vita efficace 1.500 x 20 = 30.000 kWh. Dato che per produrre 1 kW elettrico occorre bruciare circa 0,25 kg di combustibile fossile, il risparmio complessivo risulta di 30.000 x 0,25 = 7.500 kg di combustibile ovvero 7.5 tep.