Sistema di inseguimento solare

Descrizione: Tecnologia di inseguimento del Sole applicata a pannelli fotovoltaici.

Energia prodotta: 1800-3300W per elemento, fino al doppio di un pannello fisso.

L'energia elettrica prodotta in un anno da un pannello fotovoltaico tradizionale può essere notevolmente incrementata attraverso questo impianto robotizzato di inseguimento solare, cui può essere aggiunto un semplice concentratore costituito da due specchi piani, arrivando così fino a quasi raddoppiare la produzione di energia elettrica dei normali pannelli solari fissi.

           
        
 

Prodotto 1: Sistema inseguitore + moltiplicatore solare

È un impianto opto-meccanico estremamente innovativo che coniuga due tecnologie volte entrambe a ottimizzare il rendimento dei pannelli fotovoltaici: l'inseguimento del Sole e la concentrazione sul pannello dei raggi solari.

L'inseguimento è realizzato con un sistema di attuatori lineari che muovono il concentratore solare lungo due assi di rotazione. Gli attuatori - che richiedono una manutenzione semplice e saltuaria - sono comandati da un'opportuna robotica che garantisce la massima precisione nell'inseguimento (fino a 2°).

La concentrazione dei raggi solari sul pannello fotovoltaico per aumentare la sua produzione di energia rispetto a un normale sistema a inseguimento solare (come il nostro "Prodotto 2") è invece ottenuta tramite due specchi piani assai leggeri e facili da installare. Insieme con la tecnologia dell'inseguimento, questo "moltiplicatore solare" accresce la produzione di energia del pannello del 71%-81%.

Ogni elemento concentratore-inseguitore ha un'altezza massima di 4,0 m, una larghezza massima di 3,1 m e una profondità massima di 3,2 m. La superficie disponibile per i moduli fotovoltaici è di 1,66 x 3,56 m. L'energia prodotta dipende dal numero e dalla superfice dei moduli utilizzati.

Questo concentratore-inseguitore solare di ultima generazione è adatto per applicazioni fotovoltaiche di piccola e media dimensione. Si possono acquistare uno o più elementi (su ciascuno dei quali vengono montati i pannelli fotovoltaici: minimo 3 moduli fotovoltaici per elemento), con la possibilità di realizzare (con distanza N-S e E-O tra gli elementi di ca 10 m) dei campi fotovoltaici molto più efficienti, a parità di spazio occupato, rispetto a quelli tradizionali con strutture fisse. 

Prodotto 2: Sistema inseguitore solare semplice

Si tratta di un inseguitore biassiale ad alta precisione che incrementa la produzione annuale di energia dei moduli fotovoltaici, aumentandone il rendimento netto. È un sistema affidabile, facile da installare e veloce da montare.

Utilizzando un'elettronica sofisticata, l'apparato calcola la posizione del Sole tramite un orologio interno e un accelerometro a 3 assi, determinando così la posizione esatta per l'orientamento dei moduli. Il sistema, dunque, conosce sempre con estrema precisione la posizione da tenere rispetto al Sole. In questo modo, si ha un incremento del 40% dell'energia prodotta annua rispetto ai pannelli fissi.

Il sistema, inoltre, protegge i moduli fotovoltaici in caso di temperatura eccessiva, prolungandone la vita: quando essa supera gli 80° C, la struttura ruota parallelamente al Sole in modo da diminuire l'area di esposizione. Mentre, in caso di vento molto forte, i motori del sistema si stoppano per diminuirne lo stress.

Un elemento può produrre fino a 1800 Wp nel caso del modello più piccolo (altezza h = 4,1 m, larghezza l = 3,2 m, profondità p = 2,4 m, con 10 m² di area per i moduli fotovoltaici) e fino a 3300 Wp (h =3,9 m, l = 4,8 m, p = 2,9 m, con 16 m² di area per i moduli) nel caso del modello più grande.  

Dove può essere installato il sistema di inseguimento

Una mappa geografica del potenziale fotovoltaico nel nostro Paese ci fa capire dove questa fonte rinnovabile risulta essere più interessante.

La cartina mostra la quantità di elettricità solare generata in un anno da un sistema fotovoltaico da 1 kW tradizionale. In blu scuro le zone d'Italia meno produttive, in rosso scuro quelle più produttive. La differenza tra questi due estremi è, comunque, inferiore a un fattore 2.

Dimensionare un impianto fotovoltaico

Il dimensionamento di un impianto fotovoltaico di tipo tradizionale (cioè con pannelli piani fissi) viene fatto in base ai consumi: dalle bollette degli ultimi 24-36 mesi si risale ai kWh necessari all'utenza per stimare la dimensione dell'impianto in kWp (chilowatt di picco). Un impianto medio per utilizzi residenziali, ad es., si aggira attorno ai 2,5 kWp.

Lo spazio occupato è strettamente collegato al dimensionamento dell'impianto.

Quindi, per un impianto medio di 2,5 kWp, la superficie (ad es. di tetto a falda) occupata sarà attorno ai 15-20 mq. In pratica, la superficie occupata è circa 8 mq a kWp. Questi 8 mq salgono però a 20 nel caso di superfici piane, perché in tal caso occorre evitare sia sovrapposizioni che ombreggiamenti.

Il sistema inseguitore + moltiplicatore solare riduce l'area occupata dai pannelli di ca 6 m².

Perché conviene "inseguire" il Sole

Il Sole si muove da Est a Ovest durante il giorno, perciò, per ottimizzare il rendimento di un pannello solare, occorre rendere sempre massimo l'angolo di incidenza dei raggi solari sul pannello stesso.

Un inseguitore che si muova lungo un solo asse può incrementare solo del 10-20% il rendimento, mentre un inseguitore biassiale come il nostro consente un incremento molto più grande, la cui entità dipende dal modello.

Un pannello fisso che produca 1280 kWh dà, se viene posto su un inseguitore a doppio asse, ben 1700 kWh!

I kit del sistema

Gli inseguitori solari che sono descritti in questa pagina possono essere forniti in kit pronti per il montaggio, che richiede solo 3 persone.

Il kit dell'inseguitore + moltiplicatore comprende la struttura, gli  specchi, gli attuatori lineari, tutta l'elettronica e la robotica di controllo, il sensore di temperatura dei moduli, il palo di supporto e i ganci di fissaggio. Per un impianto completo, sono necessari pure un inverter e i moduli fotovoltaici.

Il kit dell'inseguitore semplice comprende la struttura in ferro zincato e alluminio, i ganci di fissaggio, due attuatori lineari, la robotica di controllo, il palo e il manuale di installazione.