In questo articolo, estratto dal volume Progettazione degli impianti di climatizzazione di Livio de Santoli e Francesco Mancini, edito da Maggioli Editore, spieghiamo nel dettaglio come calcolare la produzione di energia elettrica totale annua di un impianto fotovoltaico.
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Come calcolare l’inclinazione ottimale
L’orientamento ottimale della superficie del pannello risulta quello con esposizione a 0° sud. Per quanto riguarda invece l’angolo di inclinazione (indicato con β in Figura 1), è necessario considerare che la maggiore produzione di energia elettrica si ha per incidenza normale della radiazione solare; pertanto, si tenderà ad inclinazioni maggiori (intorno a 60°) se si vuole privilegiare la produzione nel periodo invernale e ad inclinazioni minori (intorno a 20°) se si vuole privilegiare la produzione nel periodo estivo; diversamente, se si vuole massimizzare la produzione annuale si può utilizzare la relazione sotto riportata che fornisce l’inclinazione β ottimale in funzione della latitudine (lat).
Quanto sopra affermato si riferisce ad una situazione di libera installazione (impianti a terra, su tetto piano, ecc.), in assenza di vincoli architettonici o di altro tipo. In altri casi (tetti a falda, tetti a dente di sega o comunque situazioni preesistenti), potrebbe non essere possibile installare i moduli nella posizione ottimale; tuttavia, anche in questi casi, posizionamenti con orientamenti a sudest, a sud-ovest, a est o ad ovest e con inclinazioni tra 0° e 60° consentono ancora di ottenere una buona produzione di energia elettrica (70%-80% del valore ottimale).
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Come calcolare l’energia elettrica totale annua
Per calcoli di prima approssimazione riguardanti la produzione di energia elettrica totale annua (E), si possono usare l’equazione di eseguito riportata e la Tabella 1, valida per una collocazione ottimale.
dove P è la potenza nominale [kW] e heq sono le ore equivalenti, ossia il numero di ore annue durante le quali un impianto, ipoteticamente, genera elettricità alla potenza nominale e sono pari al rapporto tra la produzione lorda generata in un anno e la potenza nominale.
Si è detto che la produzione annua di un impianto fotovoltaico dipende dall’orientamento e dall’inclinazione; a titolo esemplificativo, la Tabella 2 riporta le ore equivalenti di produzione, al variare dell’orientamento e dell’inclinazione, per un impianto fotovoltaico collocato in una località con latitudine 42° nord (Roma); tabelle analoghe possono essere costruite per altre località, con latitudini diverse.
Infine, è utile sottolineare che quanto fin qui esposto si riferisce alla produzione totale annua e che, al variare delle condizioni di insolazione, la produzione giornaliera varia sensibilmente da un mese all’altro, risultando necessariamente più alta in un giorno d’estate e più bassa in un giorno d’inverno. A titolo esemplificativo, la Figura 2 riporta l’andamento della produzione media giornaliera nei giorni medi di ogni mese, per diverse inclinazioni dei pannelli e per un impianto fotovoltaico collocato in una località con latitudine 42° nord (Roma).
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Progettazione degli impianti di climatizzazione
Questo apprezzato manuale è arrivato alla seconda edizione, ampliata e aggiornata, resa necessaria per allineare i contenuti all’evoluzione del panorama legislativo e per approfondire tematiche divenute di stringente interesse. La guida illustra i concetti teorici, i criteri progettuali e gli strumenti di calcolo degli impianti nell’ambito del complesso tema della climatizzazione, per la realizzazione e il mantenimento in un ambiente delle condizioni termiche, igrometriche, di qualità e movimentazione dell’aria comprese entro i limiti richiesti per il benessere delle persone. Tenuto conto delle disposizioni normative in materia, il testo si configura come un supporto pratico per il Professionista per comprendere la definizione degli stati psico-fisici di benessere individuale, la scelta delle tecnologie impiantistiche e le azioni di risparmio energetico e di uso razionale dell’energia da adottare, compresi i sistemi che utilizzano fonti di energia rinnovabile. La nuova edizione, oltre a schede operative di calcolo ed esempi di impianti in ambienti differenti e indicazioni sui controlli da effettuare nella gestione e manutenzione degli impianti, è stata arricchita con i contenuti del decreto 199/2021, riguardanti le definizioni e gli obblighi di integrazione delle energie rinnovabili. Inoltre, sono stati approfonditi i temi del fotovoltaico, vista l’importanza attuale di tale tecnologia, e dei generatori di calore. Livio De Santoli Professore ordinario presso Sapienza Università di Roma, Facoltà di Ingegneria, Prorettore dell’Ateneo per la Sostenibilità, Presidente del Corso di laurea in Ingegneria Energetica, già Preside della Facoltà di Architettura Valle Giulia e Direttore del Centro di Ricerca CITERA (Territorio, Edilizia, Restauro e Ambiente). Presidente del Coordinamento FREE (Fonti Rinnovabili e Efficienza Energetica) tra le associazioni italiane delle fonti energetiche e dell’efficienza energetica, Presidente dell’ATI (Associazione Termotecnica Italiana), Past President di AiCARR (Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento, Refrigerazione), membro dell’International Advisory Board della rivista scientifica internazionale Building Services Engineering Research & Technology (UK). Autore di circa 250 pubblicazioni scientifiche e 15 libri. Francesco Mancini Professore associato presso Sapienza Università di Roma; docente dal 2002 presso la Facoltà di Architettura, dove è titolare dell’insegnamento di Impianti Tecnici. Dal 1999 svolge attività di ricerca prima presso il Dipartimento di Fisica Tecnica poi presso il Dipartimento di Pianificazione, Design, Tecnologia dell’Architettura, dove si occupa prevalentemente di procedure e metodologie per il controllo e il miglioramento della qualità energetico-ambientale in edilizia, di sistemi impiantistici a basso consumo di energia primaria, che impiegano fonti rinnovabili di energia, di strategie di manutenzione per incrementare l’efficienza energetica di un patrimonio edilizio. Autore di 90 pubblicazioni scientifiche e un libro.
Livio de Santoli, Francesco Mancini | 2022 Maggioli Editore
54.00 € 43.20 €
Foto:iStock.com/lechatnoir
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