7. Dimensionamento impianto fotovoltaico

Il dimensionamento di un impianto fotovoltaico si compone principalmente di 5 passaggi:

1. Valutazione del fabbisogno di energia giornaliero #

La prima cosa da sapere per dimensionare un impianto fotovoltaico è il fabbisogno di energia giornaliero (in kWh) dell’impianto.

Facciamo un esempio:

2. Determinare il numero di pannelli fotovoltaici da installare #

Una volta determinato il fabbisogno energetico giornaliero che deve soddisfare l’impianto, bisogna calcolare il numero minimo di pannelli solari e il numero massimo di pannelli solari che si possono mettere in serie.

Viene definita stringa un ramo dove sono presenti N pannelli in serie.

Nota Bene: tutti i parametri caratteristici di seguito fanno riferimento ai dati di targa dei dispositivi che scelgo per realizzare il mio impianto.

Per calcolare il numero minimo e massimo di pannelli che si possono mettere in serie (in una stringa) bisogna tener conto della tensione massima e minima di picco (V_mpp,MAX e V_mpp,min) dell’inverter e regolatore di carica e della tensione a vuoto (V_oc) del pannello fotovoltaico:

A questo punto si può determinare il numero minimo e massimo di stringhe che posso avere a seconda dei parametri caratteristici del regolatore/inverter e del pannello fotovoltaico scelto:

Il numero massimo di pannelli (N_p,MAX) che posso inserire nel mio impianto tenendo conto dei parametri caratteristici (dati di targa) del regolatore/inverter e dei pannelli che ho scelto è:

A questo punto calcolo il numero di pannelli (N_p) che mi servono per coprire il fabbisogno giornaliero di energia del mio impianto:

Se N_p è maggiore di N_p,MAX significa che devo scegliere un regolatore/inverter e dei pannelli che abbiano dei dati che mi soddisfino questo requisito.

Se N_p è minore di N_p,MAX significa che posso produrre più energia di quanta ne consumi giornalmente il mio impianto.

Nota Bene: Sulla carta è tutto favoloso, ma si deve sempre calcolare il numero di pannelli da installare anche ragionando sulla superficie dell’area in cui si andranno ad installare e la superficie del pannello:

Infine possiamo calcolarci quattro parametri fondamentali:

3. Dimensionare il pacco batterie (accumulo) #

Partendo dalla tensione nominale (V_DC) dell’inverter/regolatore e dalla tensione nominale della batteria (V_n) è possibile calcolare il numero di batterie in serie in ogni ramo che comporranno il mio pacco batterie:

Per calcolare il numero di rami di batterie da mettere in parallelo ci occorre sapere quanti sono gli Ah assorbiti dal sistema calcolati a partire dal fabbisogno di energia giornaliero:

A seconda del tipo di batteria utilizzato, bisogna aumentare gli Ah del pacco batterie, in quanto non bisogna mai far scendere le batterie al di sotto di una certa percentuale di carica.

Ad esempio, se il tipo di batterie scelto impone che le batterie non debbano scaricarsi al di sotto del 50%, significa che dobbiamo raddoppiare la capacità (Ah) del pacco batterie:

A questo punto possiamo calcolarci il numero di rami da inserire in parallelo:

Infine possiamo calcolarci il numero di batterie che compone il nostro pacco:

4. Scegliere in maniera appropriata i dispositivi di sicurezza #

Sia nel lato in corrente continua (DC) dei pannelli, sia nel lato in corrente alternata (AC) della rete domestica occorre dimensionare i dispositivi di sicurezza in maniera corretta, prendendo come Ib la corrente I_SC,TOT per il lato DC e prendendo l’Energia prodotta da tutto l’impianto come P_attiva per il lato AC.

Vedi: Dispostivi di sicurezza

5. Dimensionare la sezione dei conduttori lato DC e AC #

Stesso discorso per il dimensionamento delle sezioni. Per il lato dei pannello fotovoltaici (DC) occorre prendere la ΔV <= 2%.

Vedi: Dimensionamento sezione conduttori