La strada del sole

di Ugo Bardi
img_4258

L’autore con il “sonnenbahnindikator”, un semplice strumento che misura le ombreggiature stagionali per calcolare la resa di un pannello fotovoltaico.

Tempo fa, ho fatto venire a casa mia un rappresentante di una delle più grandi ditte di installazioni di impianti fotovoltaici in Italia; o almeno che così si definiscono nei loro depliant. Gli ho fatto vedere il mio giardino e il punto dove avevo pensato che forse si poteva installare un estensione dell’impianto che ho già sul tetto. Ho domandato al buon uomo se pensava che fosse un luogo adatto oppure se le ombreggiature erano eccessive. Lui mi ha guardato con aspetto bovino e mi ha detto: “mah? veramente non saprei proprio”

Devo dire che mi sono leggermente alterato a questa risposta. Ho risposto in modo non completamente urbano che mi aspettavo che il rappresentante di una ditta che installa in tutta Italia non mi avrebbe dovuto rispondere semplicemente “boh?” ma, piuttosto, qualcosa come “Le mando qualcuno che farà delle misure e poi le dirà dove e se vale la pena installare un impianto”. Al che, il brav’uomo mi ha detto che si, mi avrebbe subito mandato qualcuno che avrebbe fatto le misure del caso. Questo è avvenuto ormai svariati mesi fa e – ovviamente – non si è visto nessuno.

Questa piccola storia illustra il discreto livello di pressappochismo che c’è tuttora in Italia per quanto riguarda il fotovoltaico. Non ne faccio una critica generalizzata, anzi, conosco tanti installatori competenti e coscenziosi. Tuttavia, il mercato del fotovoltaico in Italia per ora si è sviluppato su numeri talmente piccoli che per la maggior parte degli installatori è stato più facile selezionare locazioni del tutto prive di ombreggiature piuttosto che impegnarsi nell’impresa di acquisire una competenza sulla misura e il calcolo dell’effetto delle ombreggiature. La situazione è molto diversa in Germania e nei paesi nordici. Una ragione è che con lo sviluppo delle installazioni si comincia a dover considerare anche siti non perfettamente soleggiati. Un’altra è che in paesi dove il sole è più basso, l’ombreggiatura è un problema molto più difficile: molto al nord, in Inghilterra o in Irlanda, i pannelli si installano addirittura verticali ed evitare completamente le ombreggiature può essere molto difficile.

Quindi, esistono sistemi di misura delle ombre anche molto sofisticati e costosi (qualche migliaio di euro). C’è stato un articolo recente su “Photon internazional” che ne ha preso in esame un buon numero. Ci sono sistemi fotografici accoppiati con dei software specifici che vi calcolano automaticamente per un certo sito quanto si perde per le ombreggiature nell’arco di un anno. Certamente, per una ditta che installa su larga scala ci si aspetterebbe che uno di questi arnesi sia un buon affare, ma non fatemi continuare con le polemiche. Nel mio caso, personale ccomunque, non valeva la pena di spendere migliaia di euro per verificare la fattibilità di un singolo impianto. Al limite, uno si potrebbe fare le misure da se con un teodolite o qualche arnese artigianale. In pratica, ho scelto un compromesso con l’acquisto per meno di 40 euro di uno strumento a basso costo: il sonnenbahnindikator (che, credo, si dovrebbe tradurre dal tedesco come “indicatore della strada del sole”). Lo vedete qui in fotografia:

img_4261

L’aggeggio è molto semplice: consiste in un cannocchialino, una bussola, e uno schermo trasparente dove ci sono le traiettorie del sole per varie latitudini. La bussola serve anche da livella per tenere l’arnese al giusto angolo mentre uno fa le misure. Mentre uno guarda con il cannocchiale, con un pennarello indelebile segna sullo schermo gli ostacoli che vede. Ecco il risultato di una di queste misure:

Tenendo conto che Firenze – dove abito – ha una latitudine di 44 gradi, vedete da questa misura che questo punto particolare ha delle ombreggiature non trascurabili. Da questi dati dovrebbe essere possibile calcolare approssimativamente la resa di un pannello fotovoltaico messo esattamente in quel punto. Non ho ancora trovato il modo di farlo, forse qualcuno dei lettori ha dei suggerimenti?

Comunque, questa misura ti da perlomeno un’idea della situazione. Inoltre, inerpicandomi perigliosamente su uno scaleo sono riuscito a localizzare un’area nel giardino dove le ombreggiature sono quasi inesistenti. Li’ potrei installare un piccolo impianto – diciamo 1.5 kW – montato su un pergolato.

sonnenbahnbw

Qui, mi scontro con un altro problema: il fatto che gli installatori – di solito – sono poco interessati a impianti piccoli e “particolari.” E’ facile installare su tetti piani o falde orientate a sud, per cui si dedicano a quelle. Ne conse

gne che non è facile trovare qualcuno che si prenda questa bega a un prezzo ragionevole. Anche su queste cose, siamo ancora piuttosto lontani da aver acquisito la competenza necessaria. Comunque, via via che il fotovoltaico si diffonde, dovremo cominciare a pensare ad installare anche su siti meno che perfetti.

11 comments ↓

#1 Luigi Ruffini on 04.18.09 at 17:48

Ci sono anche altre considerazioni da fare. In caso di ombreggiamento su un solo pannello il calo di potenza è su tutta la stringa relativa a quel pannello, essendo le stringhe collegate in serie.
In poche parole la zona d’ombra è da evitare come la peste bubbonica. Meglio non metterlo per niente, un pannello, se per parte della giornata finisce in ombra.
Il che significa razionalizzare lo spazio esposto al sole e basta. L’esempio dei balconi è illuminante: meglio un parapetto il verticale (quindi con rendimento nettamente inferiore) ma con una resa omogenea tra i pannelli della stringa, che un tetto rivolto a sud con 30° di inclinazione ed ombreggiamenti da piante e camini (questi ulimi micidiali anche per la fuliggine).
Come il problema delle falde del tetto: quando l’orientamento è esattamente Est – Ovest che si fa?
Ad EST!! Temperatura minore = resa maggiore del pannello
Maggiore resa grazie all’evitato problema della cumulogenenesi pomeridiana (quindi nuvoloni pomeridiani), che penalizza tutti gli impianti orientati oltre i 30° OVEST.
Trucchi del mestiere….

#2 Pippo on 04.18.09 at 22:26

Mi sono sempre chiesto alcune cose che temo vadano ad inficiare l’efficienza dei pannelli solari di per se già piuttosto bassa.
La neve: necessario asportarla.
La polvere/sporcizia: necessario pulirli piuttosto spesso.

Se i pannelli sono su un tetto un bel problema con annesso anche pericolo di manovra.
Ma siete tutti alpinisti voi che avete i pannelli sui tetti delle vostre casette? Non vuole essere una battuta ma una considerazione realistica, io ad esempio soffrendo di vertigini non potrei certo fare quelle operazioni e dovrei pagare qualcuno, e così il mio pay-back andrebbe ben al di là dei 7-8 anni.

#3 lauro on 04.19.09 at 01:51

Vorrei segnalare importanti canali formativi, sia per i progettisti che per gli installatori di impianti fotovoltaici e cioé i corsi qualificati della Mesos,società spin off dell’ENEA http://www.portalemesos.it.

#4 andrea on 04.19.09 at 05:25

Neve e Pulizia.

La neve bisogma asportarla ovviamente. Tuttavia se il tetto e a sud tende a fondersi ed a scivolare facilmenete dal pannello il giorno successivo, salvo non sia installata in qualche zona montana. La perdita avviene in giornate di per se poco redditizie. Inoltre si potrebbe pensare ad una parziale compenazione per effetto albedo circostante che non so quantificare.

Pulizia. Nel primo anno di funzionamento ho fatto vari esperimenti sulla pulizia avendo tre stringhe indipendenti e monitorate singolarmente.

Considerando due giornate serene contigue simili ho registrato le misure con i pannelli che mostravano sporcizia, smog, sulla superficie. Passando il dito era evidente la traccia.
Al termine della giornata ho eseguito una pulizia di due delle tre stringhe
/ una pulita con detersivo apposito e spazzolone
altra con aspirapolvere
Risultato della misura il giorno successivo nessuna variazione aprezzbile rispetto alle misure precedenti ed inoltre anche le variazioni relative erano insignificanti.

In questo modo ho definito un periodo di pulizia piu ragionevole di quello settimanale che determinava solo la polverina nera di smog poco influente.

Ho deciso che si poteva effettuare a scadenza mensile ed era conveniente ravvicinare i periodi in primavera quando il polline e la ventosita depositavano sui pannelli materiale in spessori piu grandi. La non puliziaha portato ad una perdita del 5% tra giorni contigui. In questo caso il pannello era interessato da ben visibili particelle di polline da alberi circostanti.

Andrea

#5 Luigi Ruffini on 04.19.09 at 10:14

x Pippo:

in realtà il problema della pulizia è relegato ad installazioni su tetti con poca pendenza.
In generale appena montati i pannelli tendono a sporcarsi leggermente con polvere, ma dopo questo velo inziale la situazione si stabilizza e basta uno scoscio di acqua più deciso per mantenere la trasparenza allo stesso livello.
Diverso è il discorso, appunto, sui tetti con 10° o meno.
Lì di tanto in tanto occorre dare una pulita. Cmq non vale la pena fissarcisi, la differenza è minima ed in caso di neve l’effetto albedo della zona circostante nei giorni successivi allo scioglimento fa recuperare gran parte dell’energia perduta nei giorni di neve.
Sul tetto deve essere SEMPRE mantenuto un punto di acoraggio di sicurezza, vicino al punto di accesso, dove ancorare una fune da allacciare all’imbragatura. Con questo sistema semplice ed economico si accede in sicurezza e comodamente.
Pei le vertigini dopo un qualche volta passano….
Il tempo di payback, nel caso di disponibilità di denaro(quindi senza finanziamento) nel centro italia è di circa 9 anni, che salgono a 17 in caso di finanziamento.

#6 Giuseppe Marone on 04.19.09 at 19:00

Purtroppo devo confermare quanto gia’ spiegato da Luigi: il problema del FV (almeno con le tecnologie costruttive correnti) e’ che l’accecamento del singolo elemento provoca l’accecamento di tutta la stringa.

La breve esperienza sul mio impianto in montagna ha confermato la teoria: in caso di copertura per innevamento di circa il 20-25% della superificie totale, in pratica la produzione si annulla completamente anche con cielo fortemente soleggiato.
Viceversa, con cielo completamente nuvoloso, purche’ il campo FV sia completamente libero, riesco a produrre anche il 20-30% del valore di picco.

Forse l’unica soluzione potrebbe essere quella di parallelizzare il piu’ possibile i pannelli; questo pero’ vorrebbe dire alte correnti (con tutti i problemi del caso) e basse tensioni, condizione in cui gli inverter lavorano male, o per nulla!

Ovviamente e’ diverso il caso del solare termico, dove il calcolo dell’ombreggiatura il % mi puo’ dare una buona stima della riduzione della produzione.

Concordo perfettamente con Ugo sul problema dei piccoli impianti: trovare una ditta/installatore disponibile a fare un preventivo ed un sopralluogo per impianti < 2-3 kWp e’ gia’ di per se’ un’impresa 🙁
Senza voler prendere la difesa a spada tratta della categoria, mi viene da pensare che questo e’ (parzialmente…) imputabile alla burocrazia richiesta: questa e’ la stessa per un impianto da 1 o da 20 kWp e rappresenta un costo fisso che l’installatore deve ribaltare al cliente riducendo il margine di guadagno e/o aumentando la percentuale di preventivi senza esito “perche’ il cliente si spaventa…”.

#7 roberto Bussolino on 04.20.09 at 12:43

Buongiorno a tutti,
Ho messo a disposizione ( http://www.sportello-energia.it/files/perdite-orizzonte.pdf ) un output parziale di PVSYST (http://www.pvsyst.com/) che fa vedere il calcolo delle perdite di produttività causate dalla conformazione dell’orizzonte. Qua ( http://www.sportello-energia.it/files/BUSSOLINO_286.pdf )potete trovare l’output completo relativo al mio impianto, con il calcolo di tutte le perdite (ombre vicine e lontane, temperatura dei moduli, efficienza inverter etc.)
Credo che il prof. Bardi avesse bisogno di questo..
Il sw è a pagamento ma si può utilizzare in modalità demo (completamente funzionante per 10 gg.)
Saluti
Roberto Bussolino

#8 Alessandro on 04.21.09 at 12:49

Esiste anche la versione demo di Solarius-PV della ACCA Software che dura 30 gg. Lì è possibile riportare sul diagramma solare gli ombreggiamenti ed il software calcola il resto.

Saluti

#9 riccardo on 05.05.09 at 16:53

non mi dispiacerebbe comperare l’aggeggio per disegnare i diagrammi… mi aiutate a trovarlo su internet?
grazie

#10 roberto Bussolino on 05.08.09 at 10:20

@riccardo
cercando sonnenbahnindikator si trovano un po’ di siti (tutti in tetesco purtroppo)
ad esempio

http://www.photovoltaik-shop.com/sonnenbahnindikator-p-152.html?osCsid=fd841921bcd22fb49c1a0231b024143b

saluti

#11 Ugo Bardi on 05.08.09 at 11:46

Il sito è quello che cita bussolino (scusate se arrivo un po’ in ritardo). E’ tutto in tedesco, va decifrato con calma. Se però gli scrivi in Inglese, ti rispondono in inglese e sono gentilissimi

UB