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La potenza di un pannello riveste un’importanza fondamentale, in quanto indica la quantità di energia che il pannello è in grado di produrre. Si tratta di un parametro importante per calcolare il numero totale di moduli necessari per raggiungere un certo rendimento.

I pannelli sono il cuore pulsante di un impianto fotovoltaico di qualsiasi dimensione, responsabili della produzione di energia elettrica attraverso la conversione dell’energia solare catturata. L’inclinazione, l’orientamento, le condizioni meteorologiche sono tutti fattori che possono influenzare il rendimento complessivo del sistema e incidere in modo significativo sulla produzione energetica.

Potenza di un pannello fotovoltaico

L’indice che misura la produzione massima possibile di un pannello fotovoltaico è la sua potenza. La potenza è misurata in watt di picco (Wp) o in kilowatt di picco (kWp).

Il watt di picco viene impiegato per indicare una potenza solare di dimensioni ridotte, relativa a un singolo pannello. I kilowatt di picco (kWp) sono utilizzati per quantificare una potenza solare più ampia, generalmente riferita alle dimensioni di un intero impianto fotovoltaico.

Potenza e rendimento di un pannello fotovoltaico

La potenza di un pannello fotovoltaico è un parametro rilevante per il calcolo del rendimento. Essa viene dedotta in condizioni STC (Standard Test Condition), ossia con un irraggiamento di 1000 W/m², temperatura di 25 °C, distribuzione spettrale = 1,5.

Il rendimento di un pannello fotovoltaico è la quantità di energia solare che lo stesso riesce a convertire in energia elettrica per unità di superficie ed è sempre il massimo rendimento alle condizioni STC.

Il rendimento di un pannello fotovoltaico si calcola conoscendo la potenza di picco e le dimensioni:

Calcolo del rendimento dei pannelli fotovoltaici

Calcolo del rendimento dei pannelli fotovoltaici

dove:

  • la potenza è la potenza di picco espressa in W;
  • la superficie è la superficie del pannello in m²;
  • 1000 è l’irraggiamento di 1000 W/m²;
  • 100 è il fattore percentuale.

Facciamo un esempio pratico: nel caso di un pannello da 250 Wp di dimensioni pari a 1.65 m x 1 m (superficie pari a 1.65 m²), otteniamo:

Rendimento  = (250 / 1,65 / 1000) * 100 = 15,15%

Le dimensioni e la potenza di picco sono rilevabili sulle schede tecniche dei pannelli o sulle etichette degli stessi.

Qual è la potenza di un pannello fotovoltaico?

Un pannello fotovoltaico standard produce all’incirca 330 Wp di energia. Ovviamente, l’efficienza può oscillare in base al tipo di pannello e al produttore. Pannelli ad alta efficienza possono persino raggiungere una potenza di picco di 450 Wp in condizioni ottimali.

Tuttavia, la quantità di energia effettivamente prodotta da un impianto solare nel corso di un anno è influenzata non solo dalle caratteristiche del pannello stesso, ma anche da diversi altri fattori come vedremo di seguito.

Fattori che influenzano la quantità di energia prodotta da un pannello fotovoltaico

I fattori che influenzano la quantità di energia che un pannello è in grado di produrre sono:

  • irraggiamento solare;
  • stagioni;
  • condizioni metereologiche;
  • orientamento e inclinazione;
  • qualità dei componenti.

Irraggiamento solare

Il fattore principale per verificare se un sito è idoneo per l’installazione di un impianto fotovoltaico è la stima di energia solare che raggiunge quel luogo. Durante l’anno il sole varia i suoi percorsi sulla superficie terrestre e la radiazione solare che arriva sulla terra non è costante.

Stagioni

L’energia generata da un impianto fotovoltaico può variare in base alle stagioni. Con l’arrivo dell’autunno e dell’inverno, l’irraggiamento solare diminuisce notevolmente, così come si riducono le ore di luce complessive.

Tuttavia, durante i mesi primaverili e soprattutto estivi, si può godere di un’abbondante irradiazione solare, consentendo ai pannelli fotovoltaici di produrre più energia di quanto richiesto per il fabbisogno giornaliero standard.

Condizioni metereologiche

Le condizioni ottimali per il funzionamento di un impianto fotovoltaico si verificano durante le giornate soleggiate e prive di nuvole. È ovvio che tali circostanze non siano costanti, soprattutto durante gli autunni e gli inverni. Le nuvole, infatti, ostacolano l’irraggiamento solare, riducendo la capacità di produzione dei pannelli fotovoltaici.

Orientamento e inclinazione

Per captare la massima radiazione solare, i pannelli solari vanno orientati verso Sud; tuttavia, anche i moduli esposti in direzione Sud-Est e Sud-Ovest possono essere performanti.

L’inclinazione (tilt) è variabile e dipende dalla latitudine. Valori orientativi alle nostre latitudini sono 20-40°.

Qualità dei componenti

Elemento imprescindibile per una resa ottimale dell’impianto è la buona qualità dei suoi componenti. Ad esempio, gli inverter e i pannelli fotovoltaici di alta qualità sono fondamentali per garantire un rendimento nel tempo, considerando l’usura progressiva che inevitabilmente colpisce i pannelli nel corso degli anni.

Va tenuto presente che ogni anno i pannelli fotovoltaici subiscono una graduale perdita di efficienza a causa dell’usura. Pertanto, è essenziale indirizzare gli investimenti verso impianti composti da componenti di qualità, dotate di certificazioni comprovate che garantiscono un’elevata efficienza nel lungo periodo. Questa scelta consente di massimizzare il rendimento dell’impianto e di assicurare prestazioni affidabili nel corso degli anni.

Pannelli fotovoltaici: dimensioni e potenza

La relazione tra le dimensioni e la potenza di picco dei pannelli fotovoltaici costituisce un aspetto particolarmente complesso, poiché dipende da una serie di fattori variabili. Non è sempre vero che un modulo fotovoltaico più grande sia anche più potente; al contrario, potrebbe verificarsi l’opposto.

Attualmente, i pannelli fotovoltaici standard monocristallini presentano una potenza media compresa tra 300 e 400 Wp (potenza di picco), ma esistono anche modelli che raggiungono i 500 Wp. A titolo di esempio, i pannelli fotovoltaici convenzionali da 300 Wp hanno dimensioni di circa 165 cm in altezza per 100 cm in larghezza, con uno spessore di circa 4 cm e una superficie totale di 1,65 m2. Pertanto, per ottenere una potenza complessiva di 3 kW dall’impianto fotovoltaico, occorreranno 8-10 moduli, con uno spazio necessario di almeno 14-17 m2.

In base all’efficienza e al rendimento dei pannelli fotovoltaici, è possibile calcolare la superficie occupata dai moduli per kWp installato, al fine di comprendere meglio le differenze tra le varie tipologie di pannelli in termini di spazio occupato.

In particolare, considerando un modulo di misura standard di 165 x 100 cm, le dimensioni per kW dei pannelli fotovoltaici sono approssimativamente:

  • 4,7 metri quadrati per kWp installato con pannelli monocristallini (potenza di picco media di 350 Wp);
  • 6,1 metri quadrati per kWp installato con pannelli policristallini (potenza di picco media di 270 Wp);
  • 13,75 metri quadrati per kWp installato con pannelli a film sottile (potenza di picco media di 120 Wp).

È evidente come dimensioni e potenza influiscano in modo considerevole sul dimensionamento dell’impianto fotovoltaico; per questo motivo in fase di progettazione bisogna sempre trovare il compromesso migliore tra costi, dimensioni ed efficienza energetica, valutando con attenzione il rapporto del fotovoltaico kW/m2.

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