Monitoraggio di impianti fotovoltaici in esercizio e modelli di calcolo della producibilità = Monitoring of photovoltaic installations in operation and feasibility calculation models

In questo lavoro di tesi sono stati illustrati due modelli di stima della producibilità di un impianto fotovoltaico, i cui risultati sono stati poi confrontati con i valori di energia realmente prodotti da un impianto fotovoltaico (osservati grazie al sistema di monitoraggio dello stesso), al fine di verificarne la veridicità e l’accuratezza. Il primo modello di calcolo impiegato per stimare la producibilità dell'impianto fotovoltaico analizzato, si basa sull’utilizzo di una semplice formula teorica che, a partire dai dati orari di irradianza del TMY (= Typical Metereological Year) di PVGIS consente di calcolare l’energia prodotta, ora per ora, dall’impianto, tenendo conto dell’effettiva irradianza sui moduli, diversa da quella in condizioni standard (GSTC = 1 kW/m2), e anche delle perdite dovute ad una temperatura del modulo superiore a quella in condizioni standard (TSTC = 25°C); in questa formula si tiene altresì conto delle ulteriori perdite di trasformazione presenti attraverso l'utilizzo del parametro PR (= Performance Ratio). Il secondo modello di stima impiegato consiste nell'utilizzo del software di progettazione fotovoltaica Solarius-PV (della ACCA software), attraverso cui a partire dal database climatico di PVGIS viene calcolato l’irraggiamento solare specifico sui moduli, nel sito in cui è ubicato l’impianto ed è prevista la produzione energetica dell’impianto fotovoltaico progettato. Dal confronto effettuato tra i risultati ottenuti dai due metodi usati per stimare l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico analizzato e i valori di energia realmente prodotti dall'impianto, osservati nel periodo in cui esso è stato monitorato, emerge che i modelli di calcolo impiegati in generale sovrastimano la quantità di energia realmente prodotta, principalmente per via delle condizioni climatiche non tipiche che si sono verificate nel periodo monitorato. In particolare dal confronto dei valori di energia oraria media mensile, emerge che entrambi i modelli utilizzati forniscono delle stime piuttosto accettabili nelle ore del pomeriggio, ma, in quasi tutti i mesi, sono presenti delle discrepanze a volte anche notevoli nelle ore del mattino. Da ciò ne deriva che in alcuni mesi il divario tra l’energia media mensile stimata e osservata attraverso il monitoraggio assume valori superiori al 20%, non accettabili; mentre invece la discrepanza presente tra l’energia media annua stimata e osservata (escludendo dal totale il mese di settembre) è di circa +1000 kWh (+14%), valore non del tutto trascurabile. In generale, come ci si aspettava, l’utilizzo del software Solarius consente di ottenere dei valori di energia più prossimi a quelli osservati attraverso il sistema di monitoraggio, rispetto al modello di stima che si serve di una semplice formula teorica. Una possibile spiegazione del divario, a volte anche notevole, tra i valori stimati e osservati potrebbe essere dovuta alle diverse condizioni climatiche verificatesi nella maggior parte dei mesi del 2023/2024 osservati, rispetto ai mesi del TMY di PVGIS, oltre al fatto che nel calcolo dell'energia stimata non si è tenuto conto della presenza di un edificio in prossimità dell'impianto che potrebbe fare ombra sui moduli nelle prime ore del mattino di alcuni mesi dell’anno. Inoltre, anche la grande incertezza che caratterizza il PR e il BOS, fattori molto difficili da definire con precisione a priori, influenza notevolmente le stime ottenute.