La resa di un impianto fotovoltaico dipende dalla quantità di radiazione solare che raggiunge i moduli nel corso dell’anno. Inclinazione, orientamento e presenza di ombre sono quindi elementi centrali nella progettazione, ma non esiste un valore universale adatto a ogni edificio e a tutte le esigenze.
La configurazione migliore cambia in base alla posizione geografica, alle caratteristiche della copertura, agli ostacoli presenti e agli orari nei quali viene consumata l’energia.
Per progettare un impianto efficiente non basta orientare genericamente i pannelli verso sud. È necessario studiare il percorso del sole, valutare le ombre nelle diverse stagioni e confrontare più configurazioni attraverso software professionali.
Una progettazione accurata permette di sfruttare meglio la superficie disponibile e ottenere una produzione più regolare nel tempo.
Perché l’inclinazione influenza la resa del fotovoltaico
I moduli fotovoltaici trasformano la radiazione solare in energia elettrica. La quantità di energia prodotta varia in base all’angolo con cui i raggi raggiungono la loro superficie.
Quando la radiazione incide in modo più diretto, il modulo riceve una maggiore quantità di energia. La posizione del sole, però, cambia durante la giornata e nel corso dell’anno:
- in inverno il sole segue una traiettoria più bassa;
- in estate raggiunge un’altezza maggiore;
- al mattino proviene da est;
- nelle ore centrali si trova verso sud;
- nel pomeriggio si sposta verso ovest.
Un impianto fisso non può mantenere i pannelli sempre perpendicolari ai raggi solari. La progettazione deve quindi individuare il compromesso più adatto tra produzione annuale, condizioni della superficie e fabbisogno energetico dell’utente.
Esiste davvero un’inclinazione perfetta?
Non esiste un’inclinazione perfetta valida per tutti gli impianti.
Il valore ottimale dipende da:
- latitudine della località;
- orientamento della copertura;
- pendenza del tetto;
- presenza di edifici, alberi, antenne e altri ostacoli;
- distribuzione dei consumi durante la giornata;
- periodo dell’anno nel quale serve più energia;
- spazio disponibile;
- distanza tra le file dei moduli;
- tecnologia utilizzata;
- eventuale presenza di sistemi di accumulo.
Per massimizzare la produzione annuale, in Sardegna si utilizza spesso come riferimento un’inclinazione orientativa compresa tra 30 e 35 gradi su una superficie rivolta verso sud.
Il valore non deve essere considerato una regola rigida. Un tetto inclinato, una superficie piana oppure una copertura rivolta a est o a ovest possono richiedere soluzioni differenti.
Inclinazione dei pannelli fotovoltaici in Sardegna
La posizione geografica della Sardegna offre condizioni favorevoli alla produzione di energia solare. Anche all’interno dell’isola, però, l’irraggiamento e le caratteristiche del sito possono cambiare.
Per una località come Cagliari, un calcolo orientativo può indicare un’inclinazione vicina ai 33 gradi per una buona produzione su base annuale. Questo dato rappresenta soltanto un punto di partenza.
Prima di stabilire l’angolo definitivo è necessario valutare:
- pendenza reale della copertura;
- orientamento rispetto al sud;
- profilo dell’orizzonte;
- ombre stagionali;
- spazi tecnici;
- resistenza della struttura;
- effetto del vento;
- modalità di fissaggio;
- distanza tra i moduli.
L’Atlante italiano della radiazione solare di ENEA permette di stimare la radiazione ricevuta da superfici con inclinazioni e orientamenti differenti. Lo strumento considera anche l’effetto degli ostacoli che possono schermare i raggi solari in determinate ore.
Orientamento a sud, est o ovest: quale scegliere?
Una superficie rivolta verso sud tende a favorire la produzione complessiva annuale nell’emisfero settentrionale. Non sempre, però, rappresenta la soluzione migliore per l’autoconsumo.
Pannelli orientati a sud
L’orientamento a sud concentra una parte importante della produzione nelle ore centrali della giornata.
Può essere adatto quando:
- si vuole massimizzare la produzione annuale;
- i consumi sono elevati nelle ore centrali;
- la copertura presenta una buona esposizione;
- non sono presenti ombre rilevanti.
Pannelli orientati a est
Un orientamento verso est anticipa la curva di produzione e favorisce le ore del mattino.
Può risultare utile per abitazioni o attività che consumano più energia nella prima parte della giornata.
Pannelli orientati a ovest
L’orientamento a ovest sposta una quota maggiore della produzione verso il pomeriggio.
Può essere interessante per attività commerciali, abitazioni e strutture che registrano consumi più elevati nelle ore pomeridiane.
Configurazione est-ovest
Sulle coperture piane può essere valutata una disposizione est-ovest. Questa configurazione tende a distribuire la produzione su un intervallo giornaliero più ampio e permette spesso di installare più moduli sulla stessa superficie.
La produzione massima nelle ore centrali può essere inferiore rispetto a quella di un impianto orientato a sud, ma la curva può seguire meglio i consumi reali dell’edificio.
La scelta deve quindi considerare non soltanto quanti chilowattora verranno prodotti, ma anche quando l’energia sarà disponibile.
L’importanza dell’analisi delle ombre
Anche un impianto correttamente orientato può perdere produzione se una parte dei moduli viene coperta dalle ombre.
Le principali cause di ombreggiamento sono:
- comignoli;
- antenne;
- parapetti;
- edifici vicini;
- alberi;
- rilievi;
- impianti presenti sul tetto;
- altre file di pannelli.
Le ombre cambiano nel corso della giornata e delle stagioni. Un ostacolo poco influente in estate può proiettare un’ombra molto più lunga in inverno, quando il sole è basso sull’orizzonte.
Per questo motivo, un sopralluogo eseguito in un solo momento della giornata non è sufficiente. I software di progettazione permettono di simulare il percorso solare e stimare l’effetto degli ostacoli durante l’intero anno.
Se l’ombreggiamento non può essere eliminato, il progetto può prevedere una diversa disposizione dei moduli oppure apparecchiature capaci di limitare l’effetto delle differenze di produzione tra le varie sezioni dell’impianto.
La distanza tra le file sulle coperture piane
Sui tetti piani, l’aumento dell’inclinazione può migliorare l’esposizione dei pannelli, ma richiede anche una maggiore distanza tra le file.
Se i moduli vengono collocati troppo vicini, quelli anteriori possono proiettare ombra su quelli posteriori. Il fenomeno diventa più evidente durante i mesi invernali.
Un’inclinazione elevata comporta inoltre:
- maggiore esposizione al vento;
- strutture di sostegno più alte;
- incremento delle distanze tra le file;
- riduzione del numero di moduli installabili;
- maggiore attenzione al dimensionamento dei fissaggi.
In alcuni casi, una pendenza più contenuta permette di sfruttare meglio la superficie e raggiungere una potenza complessiva superiore. La valutazione deve confrontare la produzione del singolo modulo con quella dell’intero campo fotovoltaico.
Come cambia la produzione nelle diverse stagioni
Durante l’estate il sole raggiunge una maggiore altezza e le giornate sono più lunghe. Una pendenza contenuta può quindi intercettare efficacemente la radiazione solare estiva.
In inverno il sole rimane più basso. Un’inclinazione maggiore può favorire la produzione nei mesi freddi, ma non elimina la riduzione dovuta al minor numero di ore di luce e alla maggiore frequenza di giornate nuvolose.
I pannelli producono energia grazie alla luce, non al calore. Le basse temperature non impediscono il funzionamento dell’impianto e possono favorire l’efficienza delle celle. La minore produzione invernale deriva soprattutto dalla durata delle giornate e dalla disponibilità di radiazione solare.
ENEA raccomanda di prestare particolare attenzione a orientamento, inclinazione, ombre e corretto dimensionamento dell’accumulo. L’ente ricorda inoltre che la progettazione deve essere affidata a un professionista.
Temperatura e ventilazione dei pannelli
La presenza di molto sole non coincide sempre con la massima efficienza istantanea.
Quando la temperatura delle celle aumenta, la potenza erogata dai moduli tende a diminuire. La progettazione deve quindi garantire una ventilazione adeguata nella parte posteriore dei pannelli.
La distanza dalla copertura e il sistema di montaggio influiscono sullo smaltimento del calore. Questa valutazione assume particolare importanza in Sardegna, dove le temperature estive possono essere elevate.
L’effetto della temperatura viene considerato nei software di simulazione insieme ad altri parametri, tra i quali:
- tecnologia dei moduli;
- potenza nominale;
- perdite dell’inverter;
- caratteristiche dei cavi;
- esposizione;
- inclinazione;
- irraggiamento della località.
Come si calcola la configurazione più adatta
Le formule basate soltanto sulla latitudine possono fornire una prima indicazione, ma non bastano per progettare un impianto.
Il Photovoltaic Geographical Information System – PVGIS, sviluppato dal Joint Research Centre della Commissione europea, permette di stimare la produzione fotovoltaica per diverse tecnologie e configurazioni. Lo strumento utilizza dati relativi alla radiazione solare e consente di confrontare inclinazione, orientamento e perdite di sistema.
Un’analisi professionale deve considerare almeno:
- coordinate esatte dell’edificio;
- dati climatici e irraggiamento;
- geometria della superficie;
- orientamento e pendenza;
- profilo dell’orizzonte;
- ombre vicine e lontane;
- potenza installabile;
- consumi annuali;
- distribuzione oraria dei consumi;
- obiettivo di autoconsumo;
- eventuale sistema di accumulo;
- perdite complessive dell’impianto.
Il risultato non deve indicare soltanto la produzione annuale prevista. È utile confrontare anche la distribuzione mensile e oraria dell’energia.
Massima produzione o massimo autoconsumo?
La configurazione che produce più energia nell’arco dell’anno non sempre coincide con quella che offre il maggiore vantaggio economico.
Se gran parte dell’elettricità viene generata quando l’edificio consuma poco, una quota maggiore verrà immessa in rete. Un orientamento capace di avvicinare la produzione agli orari di consumo può aumentare l’autoconsumo, anche se la resa annuale teorica risulta leggermente inferiore.
La progettazione deve quindi rispondere a una domanda precisa: l’obiettivo è ottenere la massima produzione complessiva oppure usare direttamente la maggiore quantità possibile di energia?
Per un’abitazione, un’azienda agricola, una struttura ricettiva e uno stabilimento industriale la risposta può cambiare. Ogni attività presenta infatti una curva di consumo differente.
Perché affidarsi a una progettazione su misura
Due edifici situati nella stessa località possono richiedere impianti molto diversi.
La forma della copertura, gli ostacoli, l’orientamento e il fabbisogno energetico determinano la soluzione più adatta. Copiare l’inclinazione utilizzata su un altro edificio può portare a risultati inferiori rispetto alle possibilità reali della superficie.
Sogartech progetta e realizza impianti fotovoltaici in Sardegna a partire dall’analisi del sito e dei consumi.
Il servizio comprende la valutazione delle superfici disponibili, lo studio dell’esposizione, il dimensionamento elettrico, l’installazione e la configurazione del sistema di monitoraggio.
Per approfondire gli altri elementi che incidono sulla produzione è possibile consultare anche la guida dedicata ai fattori che determinano l’efficienza di un impianto fotovoltaico.
Domande frequenti sull’inclinazione dei pannelli fotovoltaici
Qual è l’inclinazione migliore per i pannelli fotovoltaici in Sardegna?
Per la produzione annuale si utilizza spesso un valore orientativo compreso tra 30 e 35 gradi, ma l’inclinazione definitiva deve essere calcolata in base a località, orientamento, ombre e consumi.
I pannelli devono essere necessariamente rivolti a sud?
No. L’orientamento a sud tende a massimizzare la produzione annuale, ma esposizioni verso est, ovest o est-ovest possono seguire meglio gli orari di consumo.
Un tetto poco inclinato impedisce di installare il fotovoltaico?
No. È possibile installare i moduli seguendo la pendenza della copertura oppure utilizzare strutture che modificano l’angolo, se le verifiche tecniche lo consentono.
Le ombre riducono la produzione?
Sì. L’effetto dipende da durata, posizione e configurazione elettrica dell’impianto. L’analisi deve considerare le ombre durante tutto l’anno.
Conviene modificare l’inclinazione tra estate e inverno?
Negli impianti fissi residenziali e aziendali, di norma, non è necessario. La configurazione viene scelta per raggiungere il miglior equilibrio annuale o per favorire una specifica stagione.
Come si stima la produzione prima dell’installazione?
Si utilizzano software professionali e banche dati solari, come PVGIS ed ENEA SolarItaly, insieme ai rilievi della superficie e all’analisi degli ombreggiamenti.
Richiedi un preventivo per un impianto fotovoltaico in Sardegna
La luce si trasforma in energia quando ogni elemento dell’impianto viene progettato sulle caratteristiche reali dell’edificio. Per valutare orientamento, inclinazione, ombre e potenza installabile è possibile richiedere un preventivo gratuito e su misura a Sogartech.
Sogartech opera in Sardegna nella progettazione e installazione di impianti fotovoltaici, sistemi di climatizzazione e pompe di calore, offrendo soluzioni su misura per abitazioni, attività commerciali e aziende che desiderano migliorare il comfort e ridurre i costi energetici.
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