Seminario Solis, Episodio 49: Influenza dell’Azimut e dell’Inclinazione sul Rendimento del Sistema Fotovoltaico

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Sfondo

L'inclinazione e l'azimut di un pannello solare hanno una grande influenza sul rendimento energetico dell'intero sistema. Lo stesso pannello, nello stesso sito di installazione, può avere azimut o inclinazione diversi.

È un argomento che ci viene chiesto spesso, quindi in questo seminario Solis lo approfondiamo.

Informazioni su Azimut e Inclinazione

Azimut: è l'angolo tra il piano verticale del pannello fotovoltaico e la direzione sud (90° a est e -90° a ovest).

Inclinazione:È l'angolo formato dal terreno orizzontale e dal piano di un pannello fotovoltaico; si spera che questo angolo sia il migliore angolo di inclinazione del campo durante l'anno, quando la produzione di energia è massima. L'angolo di inclinazione ideale dipende dalla latitudine della regione. L'angolo di inclinazione corrispondente è maggiore alle latitudini più alte.

Figura 1: azimut e inclinazione

La figura seguente mostra l'influenza dell'azimut e dell'inclinazione sulla produzione di energia di un sistema in un'area a 30° di latitudine nord.

Figura 2: Impatto dell'azimut e dell'inclinazione sulla produzione di energia del sistema

Influenza dell'azimut o dell'inclinazione dell'installazione dei pannelli fotovoltaici sulla produzione di energia elettrica 

L'inclinazione o l'azimut del pannello fotovoltaico in un sistema solare fotovoltaico può influenzare in modo significativo la quantità di energia prodotta dal sistema. Prendiamo ad esempio la regione intorno ai 39° di latitudine nord. L'inclinazione migliore è risultata essere di circa 39°, mentre l'azimut migliore è risultato essere 0° attraverso una simulazione PVsyst.

La figura seguente mostra l'impatto delle modifiche:

Figura 3: PVsyst simula l’effetto dell’azimut e dell’inclinazione sulle perdite di produzione di energia

L'impatto delle variazioni di Azimut sul rendimento degli impianti fotovoltaici

Se la direzione di installazione del pannello fotovoltaico non è verso sud, ma con un certo angolo rispetto a sud (da -90° a 90°; est è 90°, ovest è -90°), la perdita relativa di produzione di energia cambia come mostrato nella figura seguente.

Figura 4: Perdite relative alla produzione di energia dell'impianto FV in relazione all’Azimut VS.

Dalla Figura 4 si evince che quando l'azimut passa da -90° a 90°, la variazione della produzione di energia ha le seguenti caratteristiche:

1) L'azimut cambia verso est e verso ovest e l'impatto sulla produzione di energia è lo stesso; se è installato rivolto verso est o verso ovest, la perdita relativa di produzione di energia cambia in modo simile.

2) La perdita relativa di produzione di energia varia come una parabola, cioè quando l'azimut aumenta gradualmente da 0° a est o ovest, la perdita di produzione di energia cambia in modo significativo.

3) L'angolo tra l'azimut e il sud varia entro ±15° e la perdita relativa della produzione di energia è entro l'1%.

L'impatto dei cambiamenti di inclinazione sulla produzione di energia

Come illustrato nella Figura 5, la latitudine del sito di installazione determina l'inclinazione migliore per l'installazione dei pannelli fotovoltaici in ogni luogo. La produzione di energia si adatta all'inclinazione dell'installazione del pannello fotovoltaico. L'inclinazione del pannello fotovoltaico è pari a 0, l'inclinazione è di 90° quando il pannello fotovoltaico è montato verticalmente sul terreno, e le variazioni che derivano da queste differenze sono le seguenti.

Figura 5: Inclinazione VS perdita relativa di produzione di energia elettrica

La Figura 5 illustra come varia la perdita relativa di produzione di energia quando l'inclinazione installata del pannello fotovoltaico si discosta dall'inclinazione ideale e come l'intervallo di variazione si espande all'aumentare della differenza tra l'inclinazione effettiva e l'inclinazione ideale.

Figura 6: Perdita relativa dell'inclinazione del pannello fotovoltaico rispetto alla produzione di energia a diverse latitudini

Tabella 1: Tabella di variazione della perdita relativa della produzione di energia con inclinazione ottimale di ±5° del pannello fotovoltaico a diverse latitudini.

Inoltre, come mostrato nella Figura 6 e nella Tabella 1, le variazioni della curva sono leggermente diverse a latitudini diverse, ma la tendenza generale è la seguente:

1) Nelle zone a bassa latitudine, la perdita di potenza è minore quando si inclina, mentre è maggiore quando si installa in verticale.

2) Le sue variazioni di valore sono paraboliche. Quanto maggiore è la differenza tra l'inclinazione effettiva e l'inclinazione ottimale, tanto maggiore è la perdita relativa di produzione di energia.

3) L'inclinazione varia in base all'inclinazione ottimale ±5°, che ha un effetto minimo sulla produzione di energia, e la differenza della quantità di radiazioni è entro il 5‰.

Sintesi

L'azimut e l'inclinazione del pannello fotovoltaico hanno un impatto significativo sulla quantità di energia prodotta da un impianto solare fotovoltaico. In generale, l'azimut a sud e l'inclinazione ideale determinano la massima produzione di energia dell'impianto. Di conseguenza, è necessario prestare attenzione durante l'installazione e la progettazione dell'impianto. Naturalmente, è necessario tenere conto di altri aspetti come la copertura nevosa, la geografia e i vincoli del territorio. Per garantire le migliori prestazioni del sistema, l'azimut e l'inclinazione del pannello fotovoltaico devono essere impostati agli angoli ideali.