Metodologia innovativa per il monitoraggio accurato delle prestazioni di impianti fotovoltaici soggetti a ombre parziali = Innovative methodology for accurate performance monitoring of photovoltaic systems under shading conditions

La crescente consapevolezza dei cambiamenti climatici e dell’esaurimento delle risorse fossili ha reso sempre più urgente la transizione verso un sistema energetico basato su fonti rinnovabili. Tra queste, l’energia solare rappresenta una delle soluzioni più promettenti grazie alla sua abbondanza, diffusione geografica e continua riduzione dei costi tecnologici. In particolare, i sistemi fotovoltaici si stanno affermando come una componente essenziale della produzione elettrica sostenibile, sia in ambito residenziale che industriale. Tuttavia, la penetrazione su larga scala di tali impianti impone nuove sfide in termini di gestione, previsione della produzione e affidabilità nel tempo. Per garantire l’efficienza e la continuità operativa degli impianti fotovoltaici è fondamentale dotarsi di procedimenti avanzati e innovativi di monitoraggio e analisi dei dati. Le tecniche di monitoraggio tradizionali, basate su controlli periodici e interventi reattivi, risultano spesso insufficienti in un contesto in cui le perdite anche temporanee di produzione possono tradursi in significative inefficienze economiche. Per questo motivo, negli ultimi anni si è assistito a una crescente attenzione verso metodologie di manutenzione predittiva, basate sulla raccolta continua di dati e sull’impiego di algoritmi intelligenti per l’identificazione precoce di anomalie e deviazioni dal comportamento atteso. Un aspetto centrale di questa strategia è la modellazione della potenza prodotta in funzione di variabili ambientali e parametri di sistema. La possibilità di confrontare in tempo reale i valori attesi con quelli effettivamente misurati consente di individuare rapidamente malfunzionamenti, degrado dei componenti o condizioni operative non ottimali. Inoltre, modelli predittivi ben calibrati permettono di pianificare interventi manutentivi in modo più efficiente, riducendo i tempi di inattività e prolungando la vita utile dell’impianto. In letteratura, i modelli di conversione della potenza fotovoltaica sono generalmente sviluppati per stimare l’energia prodotta da impianti operanti in condizioni ideali di cielo sereno. Tuttavia, tale approccio comporta significative discrepanze rispetto al comportamento reale degli impianti, soggetto ai fenomeni più disparati. Il presente lavoro di tesi propone una procedura ottimizzata per il monitoraggio di impianti fotovoltaici e per la conseguente valutazione delle loro prestazioni, con un’attenzione specifica alle condizioni operative non ideali, come quelle caratterizzate dalla presenza di ombrature. A tale scopo, la procedura vede come elemento centrale l’introduzione di un fattore correttivo apposito per quantificare l’effetto dei fenomeni di ombratura sulla produzione. Viene successivamente portata avanti un’analisi comparativa, confrontando il modello sviluppato con il modello base da letteratura. La procedura è stata applicata a due casi studio: due impianti del Politecnico di Torino con una potenza installata, rispettivamente, di 600 kWp e 50 kWp. Al termine di questo lavoro, si vuole dimostrare come il miglioramento delle tecniche di monitoraggio e la modellazione accurata della produzione rappresentino elementi chiave per supportare lo sviluppo sostenibile dei sistemi fotovoltaici. Questi strumenti non solo contribuiscono all’affidabilità degli impianti, ma favoriscono anche una più efficace integrazione delle rinnovabili nel mix energetico, accelerando così la transizione verso un futuro a basse emissioni di carbonio.