Impianti fotovoltaici ad inseguimento
Nell’ambito degli impianti fotovoltaici quelli che utilizzano la tecnologia ad inseguimento solare sono in grado di massimizzare la produzione di energia elettrica dei pannelli in quanto riescono a sfruttare costantemente la massima radiazione solare incidente sul pannello. L’inseguimento solare avviene grazie a dispositivi fotosensibili che azionano dei motori elettrici che orientano i pannelli fotovoltaici sempre in direzione perpendicolare ai raggi del sole, sfruttando così al massimo la componente della radiazione solare diretta. E’ possibile dimostrare sperimentalmente che, nell’arco della giornata, un impianto ad inseguimento solare consente di produrre un’energia elettrica maggiore di un impianto ad orientamento fisso. L’incremento medio di energia elettrica, prodotta da un sistema ad inseguimento solare rispetto ad uno fisso, è massimo nelle prime ore del mattino e nelle ultime ore del pomeriggio, mentre è minimo nella metà della giornata e dipende soltanto dall’altezza del sole sull’orizzonte.
Modello per la valutazione dell’energia captata dagli inseguitori
La ricerca si è concentrata sullo sviluppo di una metodologia per determinare l’energia captata dai sistemi fotovoltaici ad inseguimento solare.
La metodologia messa a punto implementa due algoritmi di calcolo.
Il primo consente la determinazione dell’energia raggiante captata da un impianto ad inseguimento solare. Esso integra alcune metodologie impiegate per la determinazione:
- della radiazione solare incidente su una superficie piana, suddivisa nelle tre componenti: diretta, diffusa e riflessa;
- dell’indice di nuvolosità così come calcolato dalla norma UNI8437.
Il secondo consente il calcolo o la verifica della minima distanza tra due file di pannelli per minimizzare il mutuo ombreggiamento tra file di moduli fotovoltaici.
La metodologia proposta permette, una volta inseriti i dati temporali, geografici, territoriali e tecnologici dell’impianto, di fornire i seguenti risultati:
- valori energetici istantanei della radiazione solare diretta, diffusa, riflessa e totale incidente sul pannello fotovoltaico;
- valori istantanei della potenza incidente e dell’energia trasformata dal pannello;
- valori sulla posizione del pannello (angoli di inclinazione e di azimut);
- valore dell’indice di nuvolosità relativo al mese di riferimento;
- dimensioni delle ombre al suolo;
- valore dell’altezza solare istantanea.
La metodologia elaborata, inoltre, consente di determinare la lunghezza istantanea delle ombre proiettate dai pannelli. In particolare è possibile valutare l’effetto di decadimento del rendimento dell’impianto in relazione alla geometria del campo fotovoltaico e alla forma dei singoli inseguitori, con l’obiettivo di ottimizzare al meglio questi ultimi parametri.
Tale metodologia è stata applicata ad un impianto ad inseguimento solare attualmente in funzione. I risultati del confronto tra i dati ottenuti sperimentalmente e quelli calcolati indicano una buona correlazione degli algoritmi implementati. L’applicazione di questa metodologia al caso sperimentale ha permesso di validare da un lato la metodologia stessa e dall’altro ad escludere effetti di ombreggiamento nella mancata produzione di energia elettrica dell’impianto, rilevata in alcune ore della giornata.
