Nel fascicolo di novembre abbiamo introdotto l’argomento affrontando in maniera teorica gli aspetti relativi al dimensionamento di un impianto fotovoltaico con funzionamento a isola; in questa seconda parte cercheremo invece di dare una valenza più operativa all’argomento, attraverso calcoli di dimensionamento per un caso ipoteticamente “reale”.
Dimensionamento di un impianto FV a isola: un caso pratico
Prendiamo come caso d’esempio, su cui fare il dimensionamento, una baita “boschiva” (ex seccatoio castagne) situata nell’Italia nordoccidentale e avente coordinate geografiche: latitudine di circa 44° N e longitudine di 8° E. La baita viene utilizzata solitamente solo il sabato sera e al suo interno sono presenti alcuni apparecchi illuminanti, un frigorifero per il raffrescamento delle bevande e, nei giorni più caldi, la conservazione dei cibi prima della cottura.
Essendo una zona di frequente passaggio di cacciatori e cercatori di funghi, i proprietari, al fine di evitare atti vandalici, hanno deciso di installare 2 telecamere con registrazione delle immagini e remotizzazione delle stesse tramite router 4G. Le utenze da alimentare risultano pertanto essere:
- n. 2 telecamere e relativo DVR (utilizzo h24/7 giorni a settimana): consumo giornaliero 1,6 kWh – Pmax 100 W;
- n. 1 frigorifero (100 W, 6 ore settimanali durante il giorno di utilizzo della baita): consumo giornaliero (parziale) 0,3 kWh;
- illuminazione (50 W, 3 ore settimanali durante il giorno utilizzo della baita): consumo giornaliero (parziale) 0,150 kWh.
Il carico giornaliero risulta pertanto pari a 2,05 kWh di cui 1,6 kWh 7 giorni su 7, mentre i restanti 0,45 kWh solo nel giorno di utilizzo della baita; la potenza di picco assorbita dal carico è di circa di 250 W.
Dimensionamento dei moduli
Il numero e la potenza dei pannelli deve pertanto essere dimensionato garantendo il soddisfacimento dei due parametri fondamentali visti al punto precedente (potenza massima e consumo giornaliero). L’installazione dei pannelli fotovoltaici è prevista su un traliccio dedicato in modo da massimizzare l’esposizione a Sud, ottenere qualsiasi inclinazione si desideri e minimizzare gli ombreggiamenti legati agli alberi.
Stante l’analisi precedentemente effettuata, la produzione giornaliera, nel periodo di minima producibilità, deve essere superiore a 1,6 kWh (in modo da garantire il funzionamento delle utenze sempre alimentate, cioè le telecamere). Ipotizzando di utilizzare n. 2 pannelli da 350 Wp cadauno montati con un’inclinazione di 30° si ottiene il diagramma produttivo rappresentato in figura 1.
Come si può evincere, il periodo a minor produzione risulta essere novembre, con una produzione media giornaliera di 1,56 kWh, non compatibile con le esigenze di progetto.
Prima di passare a una taglia maggiore, si verifica la produttività aumentando l’inclinazione dei pannelli a 50° (figura 1). In questo caso la produzione media giornaliera di novembre è pari a 1,97 kWh che, anche tenendo conto di un coefficiente riduttivo del 10% per eventuali ombreggiamenti, risulta ancora idonea al carico sotteso (1,97 * 0,9 = 1,77 > 1,6).
Nota: sul software utilizzato per il calcolo della producibilità sono già state considerate perdite generiche pari al 14%.
Dimensionamento del pacco batterie
L’autonomia dalla batteria deve essere garantita per un periodo di almeno 4 giorni, per far fronte a lunghi periodi di pioggia e/o elevata nuvolosità. Si può pertanto utilizzare la seguente formula per il calcolo della capacità delle batterie (come già spiegata nel fascicolo di novembre a pag. 46): Cb = ((Ecar – Egp) * Gu + (Ecar * Gs)) / (Vn * Kcs * Kps)
Dove:
- Ecar= 2,05 kWh;
- Egp= 1,77 kWh;
- Gu= 1 giorno a settimana;
- Gs= 4 giorni;
- Vn= 12 Vdc;
- Kcs= 0,85;
- Kps= 0,8.
Per cui risulta necessario un pacco batterie aventi Cb 1040 Ah a 12 Vdc.
Leggi anche la prima parte dell’articolo
