Quanto rende un impianto fotovoltaico?

Quanto rende un impianto fotovoltaico dipende da molti fattori. In questa guida te li spieghiamo e ti suggeriamo i modi per ottimizzare il rendimento. Oggi in Italia un impianto da 6 kW produce tra 7.000 e 10.000 kWh all’anno, a seconda della latitudine, più che sufficienti per i consumi una famiglia che utilizza anche una pompa di calore.

Indice

1. Conoscere il rendimento per sapere quanto si risparmia

2. Cos'è il rendimento di un impianto fotovoltaico

3. Fattori tecnologici e installativi che influenzano la produzione

4. Fattori esterni che influenzano la produzione

5. Produzione fotovoltaico nel Nord Italia e nel Sud Italia

6. Rendimento di un impianto fotovoltaico da 6 kW

7. Rendimento di un impianto fotovoltaico da 100 kW

8. Quanto spazio è necessario per un impianto fotovoltaico

9. I nostri consigli per massimizzare il rendimento del fotovoltaico

10. Le domande che devi farti prima di decidere di installare il fotovoltaico

11. Domande frequenti (FAQ)

Conoscere il rendimento per sapere quanto si risparmia

Sapere quanta energia produce un impianto fotovoltaico e quanto del proprio fabbisogno energetico riesce a coprire, infatti, è il presupposto per sapere in quanto tempo l’impianto stesso “si ripaga”, grazie al risparmio in bolletta e quando farà guadagnare una volta ammortizzato l’investimento.

Rispetto al passato, oggi gli impianti fotovoltaici rendono di più, grazie all’avanzamento della tecnologia. Nel frattempo, i prezzi si sono abbassati, quindi la convenienza dell’investimento è aumentata. Inoltre, con le batterie per l’accumulo elettrico ora è possibile non sprecare più la produzione elettrica, massimizzando ulteriormente l’investimento.

Scopriamo quindi come si fa a capire quanto rende un impianto fotovoltaico e quali fattori lo influenzano.

Cos'è il rendimento di un impianto fotovoltaico

Partiamo con le definizioni: cos'è il rendimento del fotovoltaico?
In sostanza, è la sua efficienza.

Il concetto è molto semplice: il rendimento è la quantità di energia solare che viene trasformata in elettricità da un impianto per unità di superficie. Più è alto il rendimento, maggiore è la quantità di radiazione solare che viene trasformata in energia elettrica.

Il rendimento, espresso in percentuale, viene calcolato in condizioni “standard” di laboratorio, con un irraggiamento solare perpendicolare di 1000 W/m² e temperatura di 25 °C.

La formula per calcolarlo è la seguente:

rendimento (%) = (potenza/superficie/1000) x 100

Va detto che le condizioni “standard” si verificano raramente nella realtà, quindi la potenza e il rendimento effettivo di un modulo sono generalmente inferiori.

Oggi i pannelli fotovoltaici hanno raggiunto rendimenti (da laboratorio) che vanno dal 19% al 24% circa, a seconda della tecnologia utilizzata.

L’aumento dell’efficienza va di pari passo con l’incremento della potenza di picco che oggi arriva a superare i 450-500 kWp per modulo, permettendo di sfruttare bene anche tetti con spazio limitato, perché a parità di potenza si utilizza un numero inferiore di pannelli.

Il reale rendimento di un impianto fotovoltaico si calcola valutando non solo l'efficienza dei pannelli ma anche il Performance Ratio (PR), idealmente tra il 75 e l'80%. Il Performance Ratio tiene conto di fattori quali perdite dei cavi e dell'inverter, ombreggiamento, sporcizia sui pannelli, temperature elevate.

Fattori tecnologici e installativi che influenzano la produzione

A parità di condizioni ambientali, la tecnologia fa la differenza nella produzione energetica del fotovoltaico:

• Potenza dell’impianto in watt: è il fattore principale. Più kW sono installati, più l’impianto produce energia;

• Qualità dei materiali: la tecnologia utilizzata nei pannelli solari incide molto sul loro rendimento. I pannelli monocristallini hanno un'efficienza compresa tra il 20 e il 24%, mentre i pannelli policristallini hanno un'efficienza tra il 15 e il 18%. I pannelli più efficienti sono i monocristallini di tipo N-Type, IBC o TOPCon. Esistono, inoltre, moduli bifacciali, capaci di produrre energia anche sul lato posteriore;

• Orientamento e inclinazione: per sfruttare al massimo le ore di irraggiamento solare, nel nostro emisfero i pannelli devono essere installati verso sud, o al massimo verso sud-est o sud-ovest. Un tetto esposto a nord non è indicato per il fotovoltaico. Anche l’inclinazione del pannello rispetto al piano ha molta importanza per riuscire a sfruttare bene il sole. In Italia, l’angolo di inclinazione ottimale del pannello rispetto al piano è di 30-35° per ottenere la massima produzione annuale. Un angolo attorno ai 20°, ossia una posa più “piana”, è utile per privilegiare la produzione estiva e, viceversa, un angolo attorno ai 40-45° privilegia la produzione invernale;

• Efficienza dell’inverter: l’inverter fotovoltaico è un componente sempre presente negli impianti che converte la corrente continua generata dai pannelli in corrente alternata utilizzabile dalle utenze domestiche. Questo processo causa una piccola perdita di energia e conviene quindi scegliere un inverter performante: gli inverter migliori effettuano la conversione con un’efficienza del 97-98%;

• Età dell’impianto e degrado: un impianto fotovoltaico dura anche 30 anni, ma nel tempo perde una minima parte della propria efficienza (circa lo 0,5% all’anno). Questa perdita di efficienza fisiologica si chiama degrado. Le garanzie dei migliori produttori assicurano comunque l’80% dell’efficienza iniziale dopo 25 anni.

Fattori esterni che influenzano la produzione

Il rendimento del fotovoltaico non è fisso, ma varia fortemente a seconda di fattori esterni che dipendono dalle condizioni stagionali e geografico-ambientali:

• Stagionalità: in inverno l’irraggiamento è inferiore (raggi meno perpendicolari e meno ore di luce) e sono più frequenti i giorni nuvolosi. In una giornata nuvolosa, la produzione di energia di un impianto fotovoltaico può diminuire drasticamente rispetto a una giornata di pieno sole, con picchi di produzione che si raggiungono intorno a mezzogiorno. Già con un cielo parzialmente nuvoloso la produzione cala al 70-80% del valore massimo. Questi sono i motivi per cui in inverno il fotovoltaico produce meno. Gli impianti fotovoltaici moderni sono comunque progettati per garantire buone prestazioni anche durante l’inverno;

• Latitudine geografica: l'irraggiamento solare è il fattore più importante che influisce sulla produzione di energia di un impianto fotovoltaico, variando significativamente in base alla posizione geografica, in particolare rispetto alla latitudine. Al Sud Italia, per esempio, uno stesso pannello fotovoltaico ha una produttività annuale superiore rispetto al Nord. Più ci si allontana dall’equatore, inoltre, più la differenza nell’irraggiamento solare, e quindi nella produzione fotovoltaica, aumenta tra estate e inverno;

• Ombreggiamento: quando si installano i pannelli è importante controllare che non siano presenti ostacoli tra gli stessi pannelli e il sole, durante tutte le ore di luce. Attenzione, quindi, all’ombra prodotta da alberi, vegetazione, palazzi circostanti, comignoli e antenne, perché può determinare una perdita nel rendimento tutt’altro che ininfluente;

• Temperatura: il comportamento dei materiali semiconduttori (come il silicio di cui sono fatti i pannelli) cambia a seconda della temperatura: il rendimento maggiore del fotovoltaico si ottiene a una temperatura di 25 °C. Per ogni grado oltre i 25 °C si perde lo 0,4% di produzione. Il freddo, invece, non influisce sull’efficienza dei pannelli;

• Sporcizia: la presenza di polvere, foglie, neve o altri materiali sui pannelli fotovoltaici riduce o impedisce l’assorbimento della radiazione solare, con un effetto negativo sul rendimento.

Produzione fotovoltaico nel Nord Italia e nel Sud Italia

L’irraggiamento, ossia la quantità di radiazione solare che arriva sulla superficie terrestre, varia significativamente da nord a sud. Il Sud Italia beneficia di un maggiore irraggiamento, superando i 1800 kWh/m² annui in zone come la Sicilia, contro i 1100-1200 kWh/m² del Nord.

Per questo motivo la produzione di un impianto fotovoltaico varia significativamente in base alla posizione geografica: al Nord Italia si producono mediamente 6.500-7.500 kWh/anno, mentre al Sud si raggiungono 8.500-10.000 kWh/anno. Nonostante questo, anche al Nord il fotovoltaico è molto efficiente, con produzioni medie che si attestano su valori eccellenti.

Sempre in media, si può stimare una producibilità annuale attorno a 1.100 kWh di energia per 1 kWp di potenza fotovoltaica installata al Nord, mentre al Sud sale a circa 1.400-1.500 kWh sempre per 1 kWp. Nel Centro Italia la producibilità si posiziona a metà strada.

La differenza di produzione tra Nord e Sud Italia è più marcata nei mesi invernali (può arrivare al +30% nel Sud) rispetto a quelli estivi, perché in estate l'irraggiamento è abbondante lungo tutta la Penisola.

Rendimento di un impianto fotovoltaico da 6 kW

Un impianto fotovoltaico da 6 kW di potenza è una delle taglie oggi più consigliate per una famiglia di 4 o più persone che consuma da 3.000 a 4.000 kWh di energia elettrica all’anno: è sufficiente per alimentare non solo le normali utenze domestiche, ma anche (in parte più o meno consistente) i consumi della pompa di calore per il riscaldamento. Questa potenza permette di non cambiare il normale contatore domestico monofase, mentre oltre i 6 kW di potenza impegnata è necessario passare al sistema trifase per garantire una gestione più equilibrata dei carichi. Per una famiglia che non utilizza la pompa di calore come sistema di riscaldamento, può bastare un impianto meno potente, da 3 o 4 kW.

Ma effettivamente quanto rende un impianto fotovoltaico da 6 kW? Molto dipende, come abbiamo visto, dalla posizione geografica.

In media, un impianto fotovoltaico da 6 kW produce tra 20 e 30 kWh al giorno, per un totale annuo di circa 7.000 e 10.000 kWh. A Milano, ad esempio, la piattaforma europea PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System), che nel calcolo considera una serie di fattori tra cui le normali perdite di produzione, indica una produzione annuale di 7.850 kWh per un impianto da 6 kW su tetto, mentre se si seleziona la città di Noto, a sud della Sicilia, si arriva a oltre 9.500 kWh.

Si tratta di una media che nasconde valori molto differenti nelle diverse stagioni: la producibilità giornaliera di uno stesso impianto, in una giornata serena, può infatti variare tra i 20-25 kWh dell’estate e i 2-6 kWh dell’inverno. Per questo motivo è sempre bene fare confronti su base annuale.

Considerando una famiglia che consuma circa 3.500 kWh l’anno al costo di 30 centesimi al kWh e autoconsuma 2.500 kWh (il 70% dell’elettricità prodotta dall’impianto grazie al sistema di accumulo), oggi si può stimare un risparmio annuale in bolletta di 750 euro solo per la riduzione della bolletta. A questo risparmio va aggiunta la valorizzazione dei kWh ceduti in rete con il Ritiro dedicato che può valere anche 500 euro l’anno.

Il risparmio annuale con un impianto fotovoltaico da 6 kW varia da 1.300 euro (Nord Italia) a 1.800 euro (Sud Italia), considerando autoconsumo e vendita dell'energia in eccesso. A conti fatti, sfruttando anche le detrazioni fiscali del 50% previste dal Bonus ristrutturazioni, l’impianto con l’accumulo si può ripagare in 5-7 anni.

Rendimento di un impianto fotovoltaico da 100 kW

Prendiamo ora il caso di un’impresa produttiva o commerciale con consumi elettrici da oltre 100.000 kWh l’anno (dalle aziende del settore manifatturiero ai capannoni dei centri logistici, dai supermercati alle aziende agricole, fino alle strutture ricettive), che disponga di una copertura ampia e voglia installare un impianto fotovoltaico per alimentare parte della produzione e contenere così i costi energetici.

In questo caso, una taglia indicata, in grado di coprire gran parte del fabbisogno, può essere un impianto da 100 kW, capace di produrre in media 130.000 kWh l’anno (tra i 110.000 e i 150.000 kWh a seconda della sua ubicazione).

Ipotizzando anche in questo caso un autoconsumo del 70% (grazie all’accumulo elettrico), il risparmio medio in bolletta, con costi dell’elettricità pari a 30 centesimi per kWh, può avvicinarsi ai 23.000 euro/anno, ai quali si aggiungono gli introiti per l’energia ceduta in rete.

Quanto spazio è necessario per un impianto fotovoltaico

Un altro dubbio che può sorgere nel momento in cui si decide di installare un impianto fotovoltaico riguarda lo spazio a disposizione.

Il mio tetto sarà grande abbastanza per un impianto capace di coprire gran parte dei miei consumi?
Per calcolare lo spazio necessario puoi fare in questo modo: considerando un pannello per il mercato residenziale da 450 kWp, per arrivare a 6 kW ne servono 12 o 13. Dato che ciascuno ha una dimensione di circa 1,9 o 2 metri quadri, in totale è necessaria una superficie di 30-40 metri quadri compresi gli spazi tecnici accessori.

Nel caso di un’impresa che installa un impianto da circa 100 kW, sono necessari almeno 220 pannelli e serve quindi invece una superficie molto ampia, pari a circa 500-600 metri quadri, a seconda delle modalità di installazione (tetto inclinato, tetto piano, a terra) e del layout dell’impianto.

È importante ricordare che sovradimensionare o sottodimensionare l’impianto fotovoltaico e/o il sistema di accumulo rispetto alle proprie esigenze non è conveniente:

• se installi troppi pannelli hai un investimento elevato e rischi di produrre molta più energia del necessario senza riuscire a utilizzarla né accumularla tutta;
• se installi pochi pannelli, non riesci a coprire a sufficienza il tuo fabbisogno energetico e devi continuare ad acquistare grandi quantità di energia dalla rete, con scarsi benefici in bolletta.

Come individuare la taglia giusta del fotovoltaico? Affidati a un installatore esperto capace di calcolare, sulla base delle tue esigenze energetiche e delle caratteristiche dell’edificio, la tipologia e il numero di pannelli che fanno al caso tuo.

I nostri consigli per massimizzare il rendimento del fotovoltaico

Oltre a scegliere la tecnologia più performante e materiali di qualità, per una corretta ottimizzazione del tuo impianto fotovoltaico sono fondamentali un buon progetto con il giusto dimensionamento e un’installazione a regola d’arte: i pannelli devono essere posizionati con il giusto orientamento e la giusta inclinazione rispetto alla latitudine geografica e all’esposizione dell’edificio.

Dal punto di vista tecnologico, è assolutamente raccomandata l’installazione di un sistema di accumulo, che permette di non sprecare energia passando a percentuali di autoconsumo del 70-80% rispetto al 30% che si ottiene senza l’accumulo. Il monitoraggio continuo dell’impianto, inoltre, è essenziale per il rilevamento in tempo reale di eventuali anomalie.

Un'ulteriore tecnologia utilizzabile è quella degli ottimizzatori di potenza che massimizzano la produzione di ogni pannello.

Infine, è molto importante effettuare una corretta manutenzione periodica che preveda anche una pulizia. Fare manutenzione dell’impianto fotovoltaico - pannelli, inverter, batteria d’accumulo e altri componenti - significa prolungarne la vita utile e non rischiare di subire dei periodi fuori servizio oppure cali di produttività per la sporcizia accumulata.

Non esistono scadenze particolari stabilite dalla normativa, ma per gli impianti residenziali è consigliabile effettuare la manutenzione con controllo dei collegamenti e pulizia dei pannelli al massimo ogni 12 mesi. In caso di condizioni meteorologiche particolari (come piogge ricche di sabbia), è consigliabile una pulizia extra.

Quanto è importante la pulizia?
Parecchio, dato che i pannelli sporchi comportano un calo della produzione che può andare dal 10 al 25%.

Le domande che devi farti prima di decidere di installare il fotovoltaico

Prima di contattare un installatore, rispondi mentalmente a queste domande: ti aiuteranno a capire se il fotovoltaico è adatto a te e con quali caratteristiche:

• Dove è posizionata la mia casa in latitudine?
• Che esposizione ha il mio tetto (o la tettoia o il terreno)?
• Quanto spazio ho a disposizione per l’installazione con la giusta esposizione?
• Quali sono miei consumi elettrici annuali?
• Prevedo di modificare i miei consumi elettrici in futuro (per esempio installando una pompa di calore per il riscaldamento)?
• In che misura vorrei soddisfare i miei consumi elettrici con il fotovoltaico?

FAQ – domande frequenti su quanto rende un impianto fotovoltaico

1. Quanto rende un impianto fotovoltaico in Italia?
Il rendimento di un impianto fotovoltaico in Italia varia in base alla posizione geografica. In media, si producono circa 1.100 kWh per ogni kWp al Nord e fino a 1.400–1.500 kWh al Sud. Questo significa che un impianto fotovoltaico domestico può coprire una parte significativa dei consumi energetici annuali.

2. Qual è la produzione annua di un impianto fotovoltaico da 6 kW?
Un impianto fotovoltaico da 6 kW produce mediamente tra 7.000 e 10.000 kWh all’anno. La resa effettiva dipende da fattori come esposizione, inclinazione del tetto e irraggiamento solare della zona.

3. Quali sono i fattori che influenzano il rendimento del fotovoltaico?
Il rendimento di un impianto fotovoltaico dipende da diversi fattori: potenza installata, qualità dei pannelli solari, efficienza dell’inverter, orientamento e inclinazione, presenza di ombre, latitudine, temperatura e manutenzione dell’impianto.

4. Cosa significa rendimento dei pannelli fotovoltaici?
Il rendimento dei pannelli fotovoltaici indica la percentuale di energia solare trasformata in energia elettrica. Oggi i pannelli più efficienti raggiungono valori tra il 19% e il 24% in condizioni standard, garantendo prestazioni sempre più elevate.

5. Il fotovoltaico funziona anche in inverno o con cielo nuvoloso?
Sì, l’impianto fotovoltaico produce energia anche in inverno e con cielo nuvoloso, anche se con una resa inferiore rispetto all’estate. Gli impianti moderni sono progettati per garantire buone prestazioni durante tutto l’anno.

6. Quanti metri quadri servono per un impianto fotovoltaico da 6 kW?
Per installare un impianto fotovoltaico da 6 kW sono necessari circa 30–40 metri quadri di superficie disponibile, considerando pannelli ad alta efficienza e gli spazi tecnici necessari.

7. Come aumentare il rendimento di un impianto fotovoltaico?
Per massimizzare il rendimento del fotovoltaico è importante scegliere pannelli di qualità, installarli con orientamento e inclinazione ottimali, utilizzare un sistema di accumulo e mantenere l’impianto pulito ed efficiente con una manutenzione regolare.