Le cifre chiave kilowatt picco (kWp) e kilowattora (kWh) forniscono informazioni sulla potenza di un impianto fotovoltaico. Chiunque voglia acquistare un impianto fotovoltaico o ne abbia già installato uno deve conoscere queste cifre chiave. Questo articolo spiega cosa significano kWp e kWh, quanto genera un impianto solare e come calcolare la potenza fotovoltaica.
Un impianto fotovoltaico genera energia sufficiente a rifornire di elettricità una casa unifamiliare ( More than Prod / Adobe Stock )
- Produzione fotovoltaica: i fatti più importanti in breve
- Che cos’è un chilowattora (kWh)?
- Cosa significa kWp?
- Quanti kWh genera un impianto fotovoltaico per kWp?
- Cosa significa potenza istantanea per gli impianti fotovoltaici?
- Che cosa significa la potenza specifica degli impianti fotovoltaici?
- Calcolo del rendimento del fotovoltaico: come funziona
- Come si calcola il rendimento del fotovoltaico?
- Di quanti kWp di fotovoltaico ho bisogno?
- Quali fattori influenzano la potenza di un impianto solare?
Contenuto
- Rendimento fotovoltaico: i fatti più importanti in breve
- Che cos’è un chilowattora (kWh)?
- Cosa significa kWp?
- Questo è il numero di kWh generati da un sistema fotovoltaico per kWp.
- Cosa significa potenza istantanea per gli impianti fotovoltaici?
- Che cosa significa la potenza specifica degli impianti fotovoltaici?
- Calcolo del rendimento del fotovoltaico: ecco come funziona
- Come si calcola il rendimento del fotovoltaico?
- Di quanti kWp di fotovoltaico ho bisogno?
- Quali fattori influenzano la potenza di un impianto solare?
Rendimento fotovoltaico: i fatti più importanti in breve
La potenza degli impianti fotovoltaici è fondamentale per l’efficienza economica, poiché un rendimento elevato riduce i costi dell’elettricità a lungo termine.
- Kilowatt picco: è l’unità di misura della potenza installata di un impianto fotovoltaico. Indica la quantità di energia solare prodotta in condizioni ottimali.
- Kilowattora: è l’unità di misura della resa effettiva dell’impianto fotovoltaico. Indica la quantità di elettricità prodotta che viene immessa nella rete elettrica domestica e/o nella rete elettrica pubblica.
- Rendimento elettrico: per ogni chilowatt di picco, gli impianti fotovoltaici generano da 800 a 1.200 kWh all’anno.
Che cos’è un chilowattora (kWh)?
Il chilowattora è l’unità di misura dell’energia. Nel caso di un impianto fotovoltaico, indica la quantità di energia solare generata in un’ora. È un indicatore della produzione di elettricità, che può essere letta da un contatore elettrico separato.
Con gli impianti fotovoltaici, il chilowatt di picco viene utilizzato molto più spesso. Perché?
Cosa significa kWp?
L’unità kWp indica la potenza massima di un impianto fotovoltaico. Viene utilizzata esclusivamente in relazione agli impianti solari. Questa unità di misura è importante per confrontare la produzione di impianti e di singoli moduli solari.
I moduli solari generano quantità diverse di elettricità a seconda delle condizioni. Fattori come la radiazione solare, l’orientamento e l’angolo di incidenza influenzano il rendimento. Per questo motivo, il rendimento massimo dei moduli solari viene determinato in condizioni di prova costanti e standardizzate. A questo scopo sono stati sviluppati i parametri STC e NOCT. Entrambi i parametri sono riportati sulle schede tecniche dei moduli solari.
- STC (Standard Test Conditions): Questa potenza è misurata in watt e corrisponde alla potenza del modulo in condizioni di test standard. Queste sono:
- NOCT (Normal Operating Cell Temperature): Questi test presuppongono una temperatura del modulo di 45 °C e un’irradiazione di 800 W/m². Questa misura di prestazione è stata sviluppata perché l’STC è imprecisa. Infatti, i moduli fotovoltaici si riscaldano fino a oltre 25 °C con un irraggiamento di 1.000 W/m².
Questo è il numero di kWh generati da un sistema fotovoltaico per kWp.
Un impianto fotovoltaico genera in media 1.000 kWh all’anno per kWp installato. In Germania, la resa annuale degli impianti fotovoltaici è compresa tra 800 e 1.200 kWh per potenza fotovoltaica installata. La quantità di kWh effettivamente generata da un impianto fotovoltaico per kilowatt di picco varia a seconda del produttore, della posizione e dell’orientamento.
Cosa significa potenza istantanea per gli impianti fotovoltaici?
La potenza istantanea indica la quantità di energia solare autogenerata dall’impianto fotovoltaico in un determinato momento. La potenza fotovoltaica istantanea è determinata dalla potenza nominale totale, dal numero di moduli fotovoltaici e dalla radiazione solare attuale. Questa potenza fotovoltaica può essere letta dall’inverter o dal software di monitoraggio.
Che cosa significa la potenza specifica degli impianti fotovoltaici?
La potenza fotovoltaica specifica confronta la produzione effettiva di energia con la potenza nominale. Indica quanti chilowattora (kWh) genera un impianto solare per chilowatt picco (kWp) in un anno. Il rendimento specifico consente di confrontare impianti di dimensioni diverse. La resa specifica media in Germania è di circa 1.000 kWh per kWp all’anno. Questo valore è influenzato da diversi fattori.
Calcolo del rendimento del fotovoltaico: ecco come funziona
Per calcolare il rendimento del fotovoltaico, moltiplicare la potenza nominale installata di un impianto fotovoltaico per la potenza fotovoltaica specifica. Poiché questo valore in Germania è di circa 1.000 kWh all’anno per kWp installato, moltiplicare i kWp dell’impianto solare per 1.000.
Rendimento solare (kWh/anno) = potenza nominale dell’impianto solare (kWp) x rendimento specifico (kWh/kWp . anno)
Esempio: rendimento solare = impianto fotovoltaico da 5 kWp x 1.000 kWh/kWp . anno = 5.000 kWh/anno
In alternativa, possiamo consigliare il nostro test di calcolo solare.
Come si calcola il rendimento del fotovoltaico?
La potenza fotovoltaica si calcola dividendo il consumo annuo di elettricità per il rendimento specifico. Come regola generale, 1 kWp di potenza fotovoltaica genera 1.000 kWh all’anno in Germania.
Produzione fotovoltaica (kWp) = consumo di elettricità (kWh/anno) / rendimento specifico (kWh/kWp . anno)
Esempio: produzione fotovoltaica = 4.000 kWh/anno / 1.000 kWh/kWp . anno = 4 kWp
Produzione fotovoltaica = 10.000 kWh/anno / 1.000 kWh/kWp . anno = 10 kWp
Di quanti kWp di fotovoltaico ho bisogno?
La quantità di kWp FV necessaria dipende dal consumo di elettricità. Il consumo medio di elettricità per le famiglie di 1 e 2 persone è di 2.400-3.000 kWh all’anno. Le case monofamiliari consumano da 3.600 a 5.000 kWh di elettricità all’anno. Ciò significa che un impianto fotovoltaico da 3 a 7 kWp è sufficiente per la maggior parte delle famiglie in Germania.
Dimensione della famiglia
Consumo medio di elettricità
Famiglia di 1 persona
circa 2.400 kWh/anno
Famiglia di 2 persone
circa 3.000 kWh/anno
Famiglia di 3 persone
circa 3.600 kWh/anno
Famiglia di 4 persone
circa 4.000 kWh/anno
Famiglia di 5 persone
circa 5.000 kWh/anno
Quali fattori influenzano la potenza di un impianto solare?
Fattori come la radiazione globale, la posizione, l’orientamento e l’inclinazione del tetto e il produttore dei moduli solari influenzano la produzione di un impianto fotovoltaico. Tutti i fattori che influenzano l’energia del sole o la produzione fotovoltaica dell’impianto hanno un effetto sulla resa dell’impianto fotovoltaico.
Efficienza dei moduli solari
La resa di un impianto fotovoltaico è determinata principalmente dall’efficienza dei moduli solari. Indica la quantità di energia solare convertita in elettricità. L’efficienza varia non solo a seconda del tipo di modulo e di celle solari, ma anche da produttore a produttore. I moduli bifacciali hanno l’efficienza più alta, seguiti dai moduli a film spesso. Le celle a film sottile hanno l’efficienza più bassa.
Tipo di modulo solare
Tipo di cella solare
Efficienza
Moduli a film spesso
Moduli a film sottile
a film sottile
Moduli bifacciali
L’efficienza di un impianto solare è determinata da fattori quali il tipo di modulo e le perdite causate dal cablaggio e dagli inverter.
Gli inverter
Gli impianti fotovoltaici richiedono la conversione della corrente continua in corrente alternata per ottenere un rendimento ottimale. L’efficienza dell’inverter determina il grado di conversione. Gli inverter hanno un’efficienza compresa tra il 96 e il 98%, che comporta lievi perdite di potenza. Questa perdita non è costante e dipende dalla tensione e dalla corrente fotovoltaica del modulo solare. Tuttavia, l’inverter rimane di importanza fondamentale.
Radiazione solare
Uno dei fattori che influenzano maggiormente il rendimento è l’irraggiamento solare sul sistema solare. Quando il cielo è coperto o piove, il rendimento fotovoltaico è inferiore a causa della minore irradiazione. Oltre alle condizioni meteorologiche, anche le ore del giorno e le stagioni influenzano la radiazione solare.
- La radiazione solare è più debole al mattino e alla sera rispetto al mezzogiorno, il che porta a rendimenti diversi.
- L’impianto fotovoltaico cattura il maggior numero di ore di sole tra aprile e settembre. In questo periodo, l’impianto fotovoltaico produce il 70-80% del rendimento. In inverno, invece, le giornate sono più corte e il tempo è spesso peggiore.
Il rendimento massimo di un impianto fotovoltaico si ottiene in estate a mezzogiorno, quando il sole è al massimo. Oltre alla radiazione solare diretta, anche la radiazione globale influenza la resa di un impianto fotovoltaico.
Radiazione globale
La radiazione globale comprende la radiazione diretta e diffusa. Quando il cielo è sereno, la radiazione solare diretta globale raggiunge la terra. Tuttavia, in presenza di gocce d’acqua, polvere o nuvole nell’atmosfera, i raggi vengono dispersi e perdono intensità. Il maltempo e la cattiva qualità dell’aria riducono il valore della radiazione globale.
In Germania, la radiazione globale è in media di 130 W/m². Tuttavia, il valore varia notevolmente a seconda della stagione, con un rendimento fotovoltaico più basso in inverno. Al contrario, la radiazione solare in estate è cinque volte superiore a quella invernale.
Posizionamento dell’impianto fotovoltaico
Anche l’orientamento ha una notevole influenza sulla produzione fotovoltaica. In Germania, gli impianti fotovoltaici orientati a sud ottengono i rendimenti più elevati. Gli impianti orientati leggermente a est o a ovest ottengono rendimenti soddisfacenti, anche se leggermente inferiori.
Oltre all’orientamento, anche l’inclinazione con cui viene installato un impianto solare gioca un ruolo importante. Un angolo di 30° è ideale per massimizzare il rendimento dell’energia solare. Questo angolo si ottiene regolando l’inclinazione del tetto e posizionando l’impianto fotovoltaico.
Ombreggiamento
L’ombreggiamento compromette notevolmente l’efficienza dei moduli solari. Se possibile, evitare di ombreggiare i moduli solari per lunghi periodi di tempo. Tutte le fonti di ombra devono essere rimosse dall’impianto fotovoltaico. Oltre agli alberi, anche le case vicine, i camini e gli abbaini proiettano ombre.
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