Nel montare un impianto fotovoltaico bisogna tener conto del giusto orientamento (angolazione di azimut) e inclinazione ottimale dei pannelli fotovoltaici (angolazione di tilt) .
Prima di montare i pannelli fotovoltaici sul tetto bisogna verificare il punto di massimo irraggiamento per avere il massimo rendimento dell'impianto: i pannelli fotovoltaici sono più produttivi quando i raggi solari cadono perpendicolarmente alle loro superfici, l'orientamento sicuramente migliore è quello direttamente a sud (angolo di azimut=180°)-
Se non è possibile l'installazione in direzione sud e ci sono problemi di ombreggiamento prodotti da un albero alto si potrà variare leggermente l'orientamento dei pannelli: orientando i pannelli al di fuori della direzione sud, fino un massimo di 45 gradi (sud-est e sud-ovest), la produzione annua di energia subirà una riduzione molto contenuta (1 o 3%)- La radiazione solare che i pannelli solari ricevono sarà quasi la stessa; se i pannelli sono rivolti ad una angolazione superiore di 45° rispetto a sud, la produzione di energia inizierà a ridursi considerevolmente.
A 90° dalla direzione sud (quindi direttamente a est e ovest) la produzione di energia si può ridurre del 30%: questo è dovuto al fatto che i pannelli sono interessati da raggi deboli e non perpendicolari .durante la giornata. Si avrà una minor produzione di energia rispetto i pannelli orientati correttamente a sud.
Dopo aver visto l'orientamento ottimale a sud vediamo l'inclinazione ottimale.
In questo caso dobbiamo soddisfare due bisogni fondamentali: produrre energia elettrica e ottenere un risultato finale gradevole e duraturo nel tempo. Occorre tener conto per esempio che un tetto ha già una sua inclinazione e pendenza per cui bisogna cercare un compromesso.
Nel caso di terrazzi, i pannelli potrebbero essere montati su pergole di alluminio.
L'inclinazione ottimale poi è influenzata dalla latitudine del luogo geografico dove vogliamo montare i pannelli fotovoltaici e dal periodo dell'anno in cui abbiamo bisogno di energia.
Come visto più i raggi solari sono perpendicolari ai pannelli fotovoltaici maggiore sarà l'energia prodotta. La massima produzione di energia dobbiamo ottenerla a mezzogiorno momento in cui il sole raggiunge la massima altezza sull'orizzonte: dobbiamo conoscere la massima e minima altezza del sole a mezzogiorno nell'arco dell'anno per sapere di quanti gradi inclinare i pannelli .
Ci vengono in aiuto due giorni dell'anno: come sappiamo c'è un giorno dell'anno in cui abbiamo meno ore di luce (solstizio di inverno) e un giorno con più ore (solstizio d'estate). Il solstizio d'estate, in cui abbiamo più ore di luce, è il 20 o il 21 giugno e il sole a mezzogiorno si trova alla sua massima altezza annuale mentre nel solstizio d'inverno, in cui abbiamo meno ore, è il 21 o il 22 dicembre e il sole a mezzogiorno si avrà alla minima altezza annuale.
Occorre precisare che in base alla latitudine in cui ci troviamo, cambia l'altezza annuale massima e minima del sole a mezzogiorno.
La latitudine dell'Italia è compresa da circa 47° a Nord (Alpi Aurine), fino ad arrivare a poco più di 35° a Sud (Lampedusa). Per installare i pannelli fotovoltaico bisogna tener conto dell'altezza massima del sole a mezzogiorno e ci aiuta la latitudine del luogo dove eseguire l'impianto fotovoltaico: se per esempio ci troviamo a Roma la latitudine è circa 42°.
Accertata la latitudine, dobbiamo sottrarre 23° (attuale angolo di inclinazione terrestre).
La formula finale per ottenere la giusta inclinazione dopo i due solstizi è:
90-(latitudine- inclinazione terrestre)
Nel caso di Roma in cui la latitudine è 42 si avrà:
90- (42-23) = 71° poi l'inclinazione dei pannelli sarà 90-71= 19° massimo rendimento energetico solstizio d'estate.
A Roma il max rendimento energetico nel solstizio d'estate i pannelli devono essere rivolti a sud e inclinati a 19°. In questo modo a mezzogiorno i pannelli saranno perfettamente perpendicolari ai raggi solari .
Per il calcolo dell'altezza del sole a mezzogiorno durante il solstizio d'inverno dobbiamo, anzichè sottrarre sommare 23° .
Per Roma avremo quindi 90-(42-23)=25° e di conseguenza per avere il massimo rendimento a Roma durante il solstizio d'inverno i pannelli devono essere rivolti a sud e inclinati di 65° (90-25). Così a mezzogiorno i pannelli fotovoltaici saranno perfettamente perpendicolari ai raggi solari.
L'inclinazione dei nostri pannelli solari dipende dalle nostre esigenze.
Se siamo sempre a Roma ed abbiamo bisogno d'energia nel periodo invernale è bene scegliere una inclinazione compresa tra 53° e 65° (esempio 59°) mentre se abbiamo bisogno esclusivamente durante il periodo estivo è bene scegliere una inclinazione compresa tra 19° e 42° (esempio 30°).
Se il nostro fabbisogno a Roma è per tutto l'anno si può optare per una via di mezzo per esempio 42° con orientamento sempre a sud.
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