La progettazione degli impianti fotovoltaici è un settore molto tecnico e di precisione, la fase di progettazione riveste un ruolo determinante per l’efficienza dell’impianto fotovoltaico da installare e realizzare.
Con l’aiuto di un programma di calcolo si possono dimensionare sistemi e impianti fotovoltaici a Torino o in qualsiasi località e condizione di esercizio. Il calcolatore determinerà l’inclinazione ottimale dei pannelli, il numero di moduli in serie e parallelo che si rendono necessari, la capacità della batteria di accumulo espressa in ampere ora e le prestazioni del sistema.
A tale scopo l’utente deve fornire le seguenti informazioni:
– tipo di impiego (cioè, telecomunicazioni, protezione catodica, etc.);
– latitudine, longitudine, altitudine della località dell’impianto;
– voltaggio del sistema e della batteria di accumulatori; erogazione media di corrente (ampere) durante le 24 ore; temperatura minima e massima;
– caratteristiche della località dell’impianto, cioè se si tratta di località abitata, disabitata ma facilmente accessibile, disabitata e difficilmente accessibile.
Per es.: impiego per telecomunicazioni; località a 33° di latitudine nord, 121° di longitudine ovest, altitudine 360 m s.m. Voltaggio del sistema 12 Volt; carico giornaliero medio 1 ampere per 24 ore (cioè 24 ampere/giorno): temperatura minima – 1°C, max. 43°C; località disabitata, difficilmente accessibile.
Tutti i dati sopramenzionati, insieme con i dati meteorologici del luogo, vengono forniti al calcolatore, che indicherà la configurazione ottimale del sistema e la relativa prestazione.
I calcoli per arrivare a questo risultato sono basati sulla metodologia seguente.
Si calcolano le medie mensili dell’irraggiamento solare per schiere di pannelli installati a diversi angoli di inclinazione. Per ciascuno di detti angoli si calcola la combinazione più economica della dimensione dei pannelli fotovoltaici e della capacità della batteria, necessaria per coprire il carico elettrico lungo tutto l’anno.
Se il campo fotovoltaico viene dimensionato con un leggero eccesso rispetto al valore minimo ottimale, il costo del modulo esuberante è sovente più che compensato dal risparmio della batteria di accumulatori, in tal modo riducendo il costo totale del sistema. Viceversa, un ulteriore aumento delle dimensioni del campo fotovoltaico ha come risultato un aumento del costo totale.
Di qui si evidenzia la necessità che l’ottimizzazione mediante il calcolatore individui la miglior combinazione della dimensione del campo fotovoltaico, della capacità di accumulo stagionale della batteria e della inclinazione di pannelli.
La aliquota addizionale di capacità della batteria per sopperire alle giornate senza sole dipende dalla entità del carico elettrico e dal numero di giorni consecutivi senza sole. Va tenuto presente che la durata delle batterie al piombo acido aumenta in misura sostanziale se si evita la scarica profonda. Si raccomanda perciò che la scarica non scenda sotto al 20 della carica totale con le batterie al piombo e sotto a150 con le batterie al piombo calcio.