Tetto con pannelli fotovoltaici

L’esigenza di trovare fonti di energia pulita è sempre maggiore, per questo sono sempre più diffusi i cosiddetti tetti solari. Rivestire il tetto con delle celle fotovoltaiche rappresenta un sistema innovativo, sviluppato per essere integrato nella copertura dell’edificio.

Consente un risparmio energetico notevole, rispetto ambientale e vantaggi fiscali.

Per ottenere queste soddisfazioni “finali”, però, bisogna rispettare la prassi di installazione corretta per tutte le parti del tetto con pannelli fotovoltaici.

Componenti impianto fotovoltaico per il 2024

Per capire un come funziona un tetto solare, bisogna ricordare come le diverse parti interagiscono tra loro. Per alimentare un’intera casa dal tetto e ridurre la bolletta dell’elettricità, il sistema di energia solare domestica sfrutta almeno 3 componenti dell’impianto fotovoltaico.

1. pannelli solari – moduli fotovoltaici che catturano e convertono la luce solare in elettricità.
2. inverter – trasforma la corrente e la rende disponibile (controllo della potenza).
3. accumulatore di energia (batteria).

Sono presenti poi elementi come ottimizzatori di potenza e stringhe fotovoltaiche, di cui parleremo più avanti.

Come funzionano i pannelli solari sul tetto

I pannelli fotovoltaici sono la parte principale. Quando la luce del sole li colpisce, si crea una carica elettrica attraverso l’effetto fotovoltaico (PV).

La carica viene inviata agli inverter, che la trasformano da corrente continua (DC) in corrente alternata (AC).

A questo punto, l’elettricità AC passa attraverso il quadro elettrico e viene distribuita nell’edificio, proprio come l’energia elettrica della rete tradizionale.

Questa energia solare, ormai elettrica, può essere utilizzata immediatamente oppure immagazzinata in batterie di accumulo (l’energia in eccesso).

Tramite le batterie, gli impianti solari possono immagazzinare la produzione in eccesso per alimentare le loro case di notte o quando i raggi solari non sono così intensi.

Un elemento importante, infatti, è che i pannelli solari ricevano una buona esposizione al sole durante il giorno, per una maggiore efficienza. Altri fattori decisivi per il funzionamento corretto di un impianto fotovoltaico sono:

• temperatura – i moduli producono più tensione a basse temperature e meno con quelle alte;
• tipo di pannello solare –  efficienza tra il 15 e il 20%, i migliori raggiungono circa il 23%;
• posizione assolata – un’ombreggiatura parziale può ridurre le prestazioni;
• orientamento e angolazione – verso il sole e inclinati per aumentare l’efficienza.

Per quanto riguarda l’orientamento dei pannelli sul tetto fotovoltaico, l’orientamento ideale deve essere a Sud (sud-est o sud-ovest) e l’inclinazione tra i 30° e i 35°.

A cosa serve l’inverter

Come abbiamo accennato, l’energia solare produce nel pannello fotovoltaico l’elettricità in un formato non adatto all’uso pratico in casa. Gli inverter, sono i dispositivi che trasformano l’energia in una forma effettivamente utilizzabile.

L’edificio, infatti, è cablato per condurre negli interni corrente alternata (CA), mentre l’elettricità prodotta dai pannelli solari è sotto forma di corrente continua (DC). Gli inverter convertono la corrente continua in corrente alternata, subito disponibile per l’illuminazione, gli elettrodomestici, etc.
Gli inverter sono il cuore del sistema solare per il tetto, e sono disponibili con sistemi versatili: inverter di stringa, microinverter e ottimizzatori di potenza.

Stringa fotovoltaica

I gruppi di pannelli solari collegati tra loro sono chiamati stringhe, e creano dei circuiti chiusi di pannelli fotovoltaici.

La necessità di questa chiusura è dovuta al fatto che solitamente le celle fotovoltaiche sono collegate in serie e funzionano in modo “collettivo”. Se un pannello ad esempio subisce l’ombra, tutti quelli a lui collegati non producono al meglio.

Per ovviare a questo problema, quando si installano molte unità, come nel tetto con pannelli fotovoltaici, invece di collegarli tutti fra loro si creano delle stringhe. Ogni stringa, o gruppo di pannelli, viene collegata da un quadro di parallelo o stringa, che sarà collegato a sua volta verso l’inverter.

In questo modo la potenza si somma e la tensione resta costante, soprattutto se l’impianto è costruito al meglio, con un inverter che possa gestire più stringhe. A seconda del tipo e della potenza dell’inverter, quindi, si determina il numero dei pannelli da usare sul tetto.

Tornando alla conversione di energia, un inverter di stringa centralizzato converte l’elettricità prodotta dai gruppi di pannelli solari.

Gli inverter di stringa rappresentano lo standard, dal costo minore rispetto ad altri sistemi e funzionano bene in assenza di ombre – come nel tetto con pannelli fotovoltaici alto, esposto in pieno sole. In questo caso, però, non è possibile monitorare ogni singolo pannello come con l’ottimizzatore.

Cosa sono gli ottimizzatori di potenza

Questi dispositivi presentano una componente, l’ottimizzatore, che agisce in modo diverso dagli inverter pur avendo una funzione simile. Un ottimizzatore di potenza non trasforma la corrente continua in corrente alternata direttamente sul posto, ma ottimizza la corrente prima di inviarla a un inverter centrale.

Il sistema riduce i rischi dovuti agli sbalzi di tensione e abbassa la temperatura dei pannelli durante l’esercizio, evitando il surriscaldamento. Assicura la massima efficienza senza dover valutare i fattori come luce, ombra, sporco che riducono le prestazioni dei pannelli fotovoltaici.

Inoltre, gli ottimizzatori favoriscono il monitoraggio dei singoli pannelli – utile se non sono tutti rivolti nella stessa direzione.
La soluzione è più efficiente, non rallenta l’intero sistema e diventa economica rispetto ad altre soluzioni come microinverter o inverter di stringa.

Accennando ai microinverter, questi sono delle piccole unità integrate in ogni singolo pannello solare che convertono l’energia in modo autonomo.
Anche in questo caso, ogni pannello funziona al massimo delle prestazioni, indipendentemente da come si comportano i suoi vicini. Qualsiasi calo di efficienza riguarda solo un pannello, mentre gli altri possono convertire a pieno regime. È possibile monitorare ogni cella fotovoltaica.

Il microinverter può essere più costoso degli inverter di stringa centralizzati, ma la spesa può ripagarsi nel tempo grazie alla maggiore potenza complessiva del sistema.

Cos’è il quadro di campo fotovoltaico

Entrando nel dettaglio tecnico, questi quadri elettrici sono dei dispositivi progettati per gestire gli impianti fotovoltaici e proteggerli. Il quadro svolge la funzione di parallelo delle stringhe, di regolazione della carica e di nodo per la batteria.

Sono disponibili diverse tipologie di quadri di campo fotovoltaico, detti anche quadri di stringa, in base al tetto con pannelli fotovoltaici da realizzare. Possono essere installati dei quadri dedicati al parallelo di gruppi di stringhe e un quadro generale per la regolazione e il parallelo finale.

In ogni caso, assicurano una connessione delle stringhe fotovoltaiche e dell’inverter affidabile e veloce. Grazie agli scaricatori, sono garantiti dalle sovratensioni elettriche DC.

Esistono quadri di campo DC/AC, che consentono una protezione totale dell’impianto fotovoltaico, con un cablaggio lato DC e lato AC.

In alternativa, possono essere installati dei quadri DC con bobina di sgancio o quadri DC senza bobina di sgancio. Esiste la versione quadri di stringa DC a 1/2 ingressi oppure a 3/4/6 ingressi, in base alle necessità. I quadri di stringa DC con bobina di sgancio consentono lo sgancio di emergenza da remoto.

Il progetto per il tetto con pannelli fotovoltaici

Quando si progetta un impianto solare, è fondamentale un progetto dettagliato a livello di consumi e prestazioni. Diventa fondamentale conoscere il numero minimo e massimo di moduli fotovoltaici che possono essere collegati in serie, ossia le stringhe.

Un progetto adeguato alle proprie capacità e possibilità consente un vero risparmio energetico, evitando anche dei danni.

Le stringhe devono essere formate dal giusto numero di pannelli. Se nella stessa stringa sono presenti troppi moduli, è possibile che venga superata la tensione massima di ingresso dell’inverter. Come conseguenza, le apparecchiature elettriche collegate alla stringa si possono danneggiare, o peggio si rischia un incendio.

Al contrario, se sulla stessa stringa è presente un numero insufficiente di moduli, l’inverter potrebbe spegnersi quando la temperatura esterna diventa elevata. In questo caso, l’impianto non funziona a dovere durante i mesi estivi.

Per un progetto personalizzato e sicuro, affidati alla nostra competenza. Il personale General Cover è formato nel settore coperture e sistemi fotovoltaici. Ti forniremo un consiglio sulla fattibilità delle installazioni e un preventivo sul tetto con pannelli fotovoltaici.

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Il nostro team cura le richieste del cliente con un servizio personalizzato che comprende diversi interventi.

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