RESA PANNELLI FOTOVOLTAICI INVERNO: DA COSA DIPENDE E COME AUMENTARLA

La resa dei pannelli fotovoltaici durante i mesi invernali è influenzata da diversi fattori, tra cui la ridotta durata della giornata, la minore intensità dell'irraggiamento solare e l'aumento della copertura nuvolosa. Queste condizioni portano a una diminuzione della produzione energetica, che può scendere al 10-30% rispetto alla capacità massima del sistema. Tuttavia, l'efficienza invernale può essere migliorata attraverso l'adozione di strategie mirate. 

La resa media di un pannello in inverno

Il rendimento degli impianti fotovoltaici durante i mesi invernali rappresenta un aspetto cruciale nella valutazione dell'efficienza complessiva di tali sistemi energetici. Nonostante le condizioni meno favorevoli, i pannelli fotovoltaici moderni sono progettati per garantire una produzione energetica significativa anche nei mesi più freddi. Questo è possibile grazie all'impiego di celle fotovoltaiche di nuova generazione, particolarmente sensibili alla luce, che riescono a convertire in energia anche l'irradiazione solare diffusa tipica dei giorni nuvolosi.

Tipicamente, il rendimento invernale di un impianto fotovoltaico può diminuire del 10% e il 30% rispetto alla sua capacità massima. Per un modulo con una potenza nominale di 300-400 Wp, ciò significa che la produzione può variare da 30 a 120 Wp durante i mesi più freddi. 

Analizzando la produzione stagionale, un impianto da 3 kW può generare circa 100-300 kWh nei mesi invernali, a fronte di una produzione annuale media di 4.100 kWh. Per un sistema da 6 kW, invece, il rendimento invernale può variare da 198 a 585 kWh, rispetto a un totale annuo di circa 8.000 kWh. 

Perché la resa può diminuire in inverno?

Durante il periodo invernale può accadere che la resa dei pannelli fotovoltaici possa diminuire. questo accade dal momento che l’efficienza di questa tecnologia dipende da una serie diversificata di fattori, tra cui: 

• inclinazione e orientamento: l'angolazione e la direzione rispetto al sole in cui sono installati i pannelli fotovoltaici giocano un ruolo cruciale nel determinare la quantità di radiazione solare che possono catturare. Un'inclinazione e un orientamento ottimali dipendono dalla latitudine del luogo di installazione e devono essere studiati per massimizzare l'esposizione al sole durante le ore più produttive della giornata; 
• tecnologia utilizzata: i pannelli fotovoltaici si dividono principalmente in tre categorie, silicio monocristallino, policristallino e film sottile. Ogni tecnologia presenta specifiche caratteristiche di efficienza e comportamento in condizioni di luce variabile. In generale, i pannelli in silicio monocristallino offrono le migliori prestazioni in termini di efficienza, sebbene a un costo più elevato;
• temperature ambientali: contrariamente a quanto si potrebbe pensare, le alte temperature possono ridurre l'efficienza dei pannelli fotovoltaici. Questi dispositivi, infatti, generano più energia in condizioni di forte irraggiamento solare ma a temperature moderate. L'eccessivo calore può causare una diminuzione del potenziale elettrico generato, riducendo così la resa dell'impianto; 
• irraggiamento solare: la quantità di energia prodotta da un impianto fotovoltaico dipende direttamente dall'intensità della radiazione solare che colpisce i pannelli. Questo parametro varia in base alla stagione, all'orario e alle condizioni meteorologiche, ed è per questo motivo che la localizzazione geografica dell'impianto gioca un ruolo determinante nel determinare la resa complessiva; 
• presenza di ostacoli paesaggistici e no: gli impedimenti fisici come alberi, edifici o altre strutture possono proiettare ombre sui pannelli, riducendone significativamente l'efficienza. Anche un'ombreggiatura parziale può avere un impatto notevole sulla produzione di energia di tutto l'impianto. È quindi essenziale valutare attentamente la posizione dei pannelli per minimizzare l'effetto dell'ombreggiamento. 

Non bisogna poi sottovalutare l’importanza di una manutenzione costante, preventiva ed accurata. La polvere, le foglie e altri detriti che si accumulano sui pannelli possono ostacolare la capacità di assorbire la luce solare.

Come migliorare la resa dei pannelli

L'efficienza energetica dei pannelli fotovoltaici è un aspetto cruciale per massimizzare la produzione di energia da fonti solari, ridurre i costi e contribuire alla sostenibilità ambientale. Proprio per questo è necessario tenere in considerazione alcuni accorgimenti da mettere in atto, primo tra tutti la scelta di investire in una tecnologia da alta efficienza. 

Al tempo stesso, è opportuno impegnarsi nel creare le migliori condizioni possibili affinché i pannelli fotovoltaici possano performare al meglio. Di conseguenza, se ci si trova in una zona in cui durante il periodo estivo le temperature diventano torride, si possono predisporre dei sistemi di raffreddamento o ventilazione che possono essere utilizzati per dissipare il calore in eccesso. Questo può includere soluzioni passive, come il miglioramento del flusso d'aria attorno ai pannelli, o soluzioni attive, come l'uso di materiali termicamente conduttivi che aiutano a ridurre la temperatura dei pannelli.

Inoltre, si può anche prendere in considerazione alcune strumentazioni avanzate come gli ottimizzatori di potenza. Questi dispositivi, collocati direttamente sui pannelli solari o sulle stringhe di moduli, sono progettati per massimizzare la produzione energetica di ciascun pannello, migliorando significativamente le prestazioni complessive del sistema.

Gli ottimizzatori fotovoltaici svolgono una serie di funzioni cruciali: 

• ottimizzano l'efficienza di ciascun modulo, garantendo che ogni pannello operi al suo massimo potenziale nonostante variazioni di irraggiamento, ombreggiamento, sporco o usura. 
• facilitano il collegamento tra il modulo e l'inverter, rendendo ogni pannello indipendente e consentendo un'affinata gestione dell'efficienza e del rendimento dell'intero impianto. 
• trasmettono dati di produzione ed efficienza in tempo reale, grazie a sistemi di raccolta dati integrati, che permettono un monitoraggio costante e l'identificazione tempestiva di eventuali anomalie.

Dal punto di vista tecnico, gli ottimizzatori impiegano la tecnologia MPPT (Maximum Power Point Tracking) attraverso convertitori DC/DC specifici, ottimizzando tensione e corrente per massimizzare l'output energetico. Ciò assicura che, anche in caso di malfunzionamento o riduzione dell'efficienza di uno o più moduli, l'impianto continui a operare efficacemente, escludendo i pannelli problematici e sfruttando al meglio quelli funzionanti. 

In definitiva, l'adozione di ottimizzatori per fotovoltaico rappresenta una soluzione strategica per migliorare rendimento ed efficienza degli impianti solari, offrendo al contempo avanzate capacità di monitoraggio e gestione.

In alternativa, è possibile investire nella realizzazione di un sistema di accumulo che consenta di immagazzinare l’energia che non viene immediatamente consumata dal nucleo domestico e poterla sfruttare nel periodo invernale.