Nella progettazione dei grandi edifici pubblici è molto importante comprendere quanta energia può essere recuperata dai pannelli solari fotovoltaici. Ci troviamo in un Paese in cui il sole è una risorsa abbondante, e negli ultimi anni abbiamo assistito a un trend di crescita nell’utilizzo di questa preziosissima risorsa.

Il rendimento di un pannello solare fotovoltaico è un parametro importantissimo per valutare l’efficacia di un impianto solare installato su un edificio che sia ad uso domestico o pubblico. Vedremo quindi qui di seguito alcune regole tecniche (comprensibili anche ai non addetti ai lavori) per capire come viene abitualmente calcolato il rendimento di un pannello solare fotovoltaico.

Un po’ di teoria sul pannello solare fotovoltaico

Il rendimento del pannello solare: cosa significa

Il rendimento di un pannello solare fotovoltaico (PV) è la misura dell’efficienza con cui il pannello converte la radiazione solare in energia elettrica. Viene espresso come percentuale e si calcola utilizzando la formula:

In più, per calcolare il rendimento di un pannello solare fotovoltaico, è necessario conoscere i seguenti parametri:

  • Potenza elettrica prodotta (W): La potenza effettivamente generata dal pannello in un determinato momento, misurata in watt (W).

  • Potenza della radiazione solare incidente (W/m²): La quantità di energia solare che colpisce la superficie del pannello, solitamente misurata in watt per metro quadrato (W/m²). Questo valore varia a seconda della posizione geografica, dell’ora del giorno e delle condizioni atmosferiche.

  • Area del pannello (m²): La superficie attiva del pannello solare, misurata in metri quadrati (m²).

Fattori che possono influenzare il rendimento di un pannello

Il rendimento di un pannello solare non è un valore fisso, ma varia ad esempio in base al tipo di pannello. Abbiamo i pannelli monocristallini, policristallini e a film sottile. I monocristallini sono di norma i più efficienti.

Anche l’alta temperatura ha un impatto significativo sul rendimento, dato che limita l’efficacia dei semiconduttori all’interno del pannello.

Poi, l’angolo di inclinazione e l’orientamento del pannello rispetto al sole influenzano direttamente la quantità di radiazione solare incidente.

Le ombre parziali possono poi ridurre drasticamente il rendimento di un pannello solare. L’effetto dell’ombreggiamento è particolarmente critico nei grandi impianti installati su edifici pubblici, dove l’architettura circostante può influire sulle prestazioni.

C’è poi una considerazione sistemica necessaria, perché oltre al pannello stesso bisogna valutare l’efficienza complessiva dell’impianto. Questa dipende in larga misura dalla qualità degli altri componenti, come gli inverter, i cavi e i sistemi di gestione dell’energia. Le perdite all’interno di questi componenti possono ridurre l’efficienza totale del sistema.

Calcolo pratico del rendimento di un impianto solare

Supponiamo di voler calcolare il rendimento di un pannello solare installato su un edificio pubblico. La prima informazione da reperire è quella della potenza elettrica prodotta, usando un misuratore di potenza. Supponiamo che il pannello stia producendo 300 W.

In seguito, determiniamo la radiazione solare incidente, tramite un piranometro. Supponiamo che in quel momento il piranometro registri 1000 W/m².

Poi, consideriamo l’area attiva del pannello. Per un pannello medio potrebbe essere 1,6 m².

In questo esempio, il pannello solare ha un rendimento di circa il 18,7%.

Quando si progettano e installano impianti fotovoltaici su grandi edifici pubblici, l’ideale è sempre massimizzare il rendimento per garantire un ritorno sull’investimento e un’efficienza energetica ottimali, ad esempio mantenendo un’inclinazione ideale, che è tra 30° e 35° a seconda della latitudine, in Italia.