Parco Fotovoltaico: Cos’è, Come funziona, Come si progetta

I parchi fotovoltaici, conosciuti anche come campi solari o impianti fotovoltaici a terra, svolgono un ruolo fondamentale nel settore delle energie rinnovabili. Si tratta di ampie aree in cui vengono installati numerosi pannelli solari con lo scopo di trasformare l’energia solare in elettricità. Questi impianti sono fondamentali per la transizione energetica, in quanto contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra e alla diversificazione delle fonti di approvvigionamento energetico. Insieme ad altre fonti rinnovabili, come l’energia eolica e idroelettrica, i parchi fotovoltaici forniscono energia pulita e sostenibile, indispensabile per il futuro del settore energetico.

In Italia, lo sviluppo dei parchi fotovoltaici non rappresenta solo un’opportunità per aumentare la produzione di energia rinnovabile, ma è anche supportato da specifiche normative che incentivano l’installazione di questi impianti.

Il software Blumatica Impianti Solari consente di elaborare relazioni tecnico-economiche dettagliate, includendo il costo di installazione dell’impianto, la produzione annua di energia, il consumo elettrico suddiviso per fasce orarie e gli eventuali incentivi disponibili.

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Quali sono i componenti principali di un parco fotovoltaico e come funziona?

Un parco fotovoltaico è un’area dedicata all’installazione di impianti solari progettati per convertire l’energia solare in elettricità. Questi impianti sono composti da numerosi pannelli fotovoltaici, posizionati a terra o su apposite strutture per massimizzare la captazione della luce solare e ottimizzare la produzione energetica.

All’interno dei parchi fotovoltaici, la luce solare viene trasformata in energia elettrica grazie all’effetto fotovoltaico. L’elettricità generata può essere immessa nella rete elettrica per alimentare abitazioni, imprese e infrastrutture, favorendo l’uso di fonti rinnovabili e contribuendo alla riduzione della dipendenza dai combustibili fossili. In alcuni casi, i pannelli fotovoltaici vengono installati su terreni agricoli, dando vita ai cosiddetti parchi agrivoltaici, che permettono di combinare la produzione di energia con le attività agricole, offrendo un modello sostenibile di sfruttamento del territorio.

Componenti principali

Ciascun parco fotovoltaico presenta caratteristiche uniche in termini di dimensioni, tipologia di terreno e potenza installata, ma è sempre composto da alcuni elementi fondamentali:

• Generatore fotovoltaico, costituito da moduli fotovoltaici
• Sistema di inseguimento solare (tracker)
•  Inverter
•  Sistema di accumulo
•  Cavi e dispositivi di protezione

Il generatore fotovoltaico è costituito dall’insieme dei moduli solari, installati su strutture progettate per ottimizzare l’assorbimento della luce solare e garantire la stabilità del sistema. Ogni modulo contiene celle fotovoltaiche, il cuore del processo di conversione energetica, che trasformano la luce solare in elettricità. I moduli vengono collegati tra loro in serie per formare pannelli, che a loro volta vengono combinati in stringhe. Collegando più stringhe in parallelo si crea un generatore fotovoltaico capace di produrre la potenza necessaria per diverse applicazioni. Grazie a questa configurazione, la potenza complessiva del sistema può essere ampliata senza particolari limiti.

Il tracker fotovoltaico è un sistema meccanico che orienta i pannelli fotovoltaici per seguire il movimento del sole, ottimizzando così l’angolo di incidenza dei raggi solari. Questo meccanismo aumenta la quantità di luce catturata rispetto ai pannelli fissi, migliorando l’efficienza e massimizzando la produzione di energia. L’uso di un sistema di inseguimento solare consente di sfruttare al meglio le potenzialità dell’impianto, riducendo le perdite di rendimento dovute alla variazione della posizione del sole durante la giornata.

L’inverter è un componente essenziale che converte la corrente continua generata dai pannelli solari in corrente alternata, rendendola compatibile con la rete elettrica e i dispositivi di consumo. Oltre alla conversione, l’inverter regola la tensione e la frequenza dell’energia prodotta, garantendo sicurezza ed efficienza operativa. Questo dispositivo rappresenta il punto di collegamento tra il sistema fotovoltaico e la rete elettrica.

Il sistema di accumulo è costituito da batterie che immagazzinano l’energia prodotta dai pannelli solari ma non immediatamente utilizzata. Questo consente di sfruttare l’energia in eccesso anche nelle ore notturne o in momenti di bassa produzione solare, riducendo così la dipendenza dalla rete elettrica. L’integrazione di un sistema di accumulo rende l’impianto fotovoltaico più efficiente e autosufficiente, migliorandone la gestione energetica.

I dispositivi di protezione sono essenziali per la sicurezza dell’impianto, poiché prevengono danni causati da sovracorrenti o cortocircuiti, proteggendo sia le persone che gli apparecchi elettrici collegati. Un’interruzione tempestiva del flusso elettrico evita il rischio di surriscaldamento e guasti.

I cavi utilizzati in un impianto fotovoltaico devono essere altamente resistenti alle condizioni ambientali, come temperature elevate, pioggia e radiazioni solari. È fondamentale che siano dimensionati correttamente per garantire una capacità di trasporto adeguata e ridurre al minimo le perdite di energia dovute alla caduta di tensione. Una valutazione accurata di questi aspetti è cruciale per mantenere le prestazioni ottimali dell’impianto fotovoltaico.

Funzionamento di un parco fotovoltaico

Il funzionamento di un impianto fotovoltaico si basa sull’interazione tra i diversi componenti che trasformano la luce solare in energia elettrica sfruttando le proprietà del silicio, un semiconduttore in grado di generare corrente elettrica attraverso l’effetto fotovoltaico.

L’effetto fotovoltaico è un fenomeno fisico che consente la conversione diretta dell’energia solare in elettricità senza l’impiego di combustibili fossili. Questo processo è alla base di tutti gli impianti fotovoltaici e rappresenta una delle soluzioni più sostenibili per la produzione di energia. Quando i fotoni della luce solare colpiscono le celle fotovoltaiche, composte prevalentemente da silicio, trasferiscono energia agli elettroni presenti nel materiale. Questo surplus di energia permette agli elettroni di liberarsi dagli atomi, generando un flusso di corrente elettrica continua. Per aumentare l’efficienza di questo processo, si utilizza una tecnica chiamata drogaggio, che consiste nell’introduzione di impurità come fosforo o boro all’interno del silicio. Questo procedimento serve a creare una giunzione p-n, un’area con un campo elettrico che favorisce il movimento ordinato degli elettroni, migliorando la capacità della cella di generare energia.

Collegando più celle in serie si ottengono moduli fotovoltaici, mentre l’unione di più moduli in serie forma le stringhe fotovoltaiche. A loro volta, più stringhe collegate in parallelo costituiscono il generatore solare, che fornisce la potenza necessaria per l’impianto.

L’energia prodotta dai pannelli solari è in corrente continua, ma per poter essere utilizzata dalla maggior parte degli elettrodomestici e immessa nella rete elettrica deve essere convertita in corrente alternata. Questo compito viene svolto dall’inverter fotovoltaico, un dispositivo elettronico che trasforma la corrente continua in corrente alternata e ne regola la tensione e la frequenza per garantire stabilità e sicurezza.

Nei grandi impianti, dopo l’inverter può essere utilizzato anche un trasformatore, il cui scopo è adattare la tensione dell’energia prodotta a quella richiesta dalla rete elettrica, rendendola compatibile con la distribuzione su larga scala.

Vantaggi ambientali ed economici di un parco fotovoltaico

L’energia solare rappresenta non solo una soluzione ecologica per soddisfare il fabbisogno energetico ma porta con sé numerosi vantaggi che, oltre alla tutela dell’ambiente, influenzano positivamente l’economia e la qualità della vita.

L’adozione di impianti fotovoltaici a livello domestico è una scelta accessibile e vantaggiosa, favorendo la transizione verso un futuro più sostenibile e a basso impatto ambientale. Per le aziende, investire in un parco fotovoltaico significa abbattere significativamente i costi energetici nel lungo periodo e migliorare la sostenibilità delle proprie operazioni. Questo non solo porta a un risparmio economico, ma rafforza anche l’immagine aziendale, rendendola più responsabile agli occhi dei clienti e degli stakeholder.

I principali vantaggi dell’energia solare includono:

In generale, l’energia solare non solo contribuisce alla transizione energetica, ma si rivela anche un investimento strategico per il futuro, capace di garantire benefici economici, ambientali e sociali su larga scala.

I passaggi fondamentali per la realizzazione di un parco fotovoltaico

La costruzione di un parco fotovoltaico avviene attraverso diverse fasi fondamentali:

 1. Analisi tecniche e valutazione del sito

Prima di avviare la costruzione di un parco fotovoltaico, è fondamentale esaminare attentamente le caratteristiche dell’area destinata all’installazione. Tra gli elementi da considerare vi sono la conformazione del terreno, l’orientamento e l’eventuale presenza di ombreggiamenti che potrebbero ridurre l’efficienza dell’impianto solare.

Una volta individuato il sito, è necessario condurre analisi tecniche approfondite. I principali aspetti da valutare includono l’inclinazione e l’orientamento del terreno, la sua conformazione, la distanza dalla cabina elettrica e l’assenza di vincoli paesaggistici. Quest’ultimo aspetto è particolarmente rilevante per evitare problematiche legate alla presenza di parchi naturali, siti UNESCO, aree protette o zone archeologiche. Inoltre, è essenziale determinare la superficie effettivamente disponibile, escludendo le porzioni vincolate dalla vicinanza a corsi d’acqua, autostrade, ferrovie o infrastrutture elettriche.

 2. Stipula del contratto preliminare

Se le analisi tecniche confermano la fattibilità del progetto, il passo successivo è la stipula di un contratto tra l’azienda sviluppatrice e il proprietario del terreno dell’area individuata. Nel caso di affitto di un’area agricola o industriale per l’installazione dell’impianto, il rapporto è regolato da un accordo per la concessione del diritto di superficie. Il contratto preliminare rappresenta un impegno da parte della società ad acquistare il diritto di superficie solo al verificarsi di specifiche condizioni necessarie per la costruzione e l’attivazione dell’impianto fotovoltaico.

 3. Autorizzazioni e domanda di connessione

Dopo la firma del contratto preliminare o dell’opzione di acquisto, si avvia la fase autorizzativa, che inizia con la richiesta di connessione alla rete elettrica. Questo passaggio permette di ottenere un preventivo dettagliato, nel quale vengono definiti i costi e le condizioni tecniche per l’allacciamento dell’impianto.

Se il preventivo di connessione viene accettato, si procede con l’iter autorizzativo, la cui modalità varia in base alla dimensione del sito e alla presenza di eventuali vincoli normativi.

 4. Installazione

In questa fase, si procede con l’installazione dei componenti dell’impianto. I pannelli solari devono essere installati in modo da ottimizzare l’esposizione alla luce solare. Successivamente, si procede con l’installazione dell’inverter e, se previsto, di un sistema di accumulo, che consente di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso per utilizzarla durante la notte o nei momenti di minore produzione solare.

Infine, il sistema può essere collegato alla rete elettrica, permettendo la vendita dell’energia in surplus.

 5. Monitoraggio e manutenzione

Dopo l’installazione, è fondamentale monitorare regolarmente il funzionamento dell’impianto per assicurarne l’efficienza. Le attività di manutenzione comprendono la pulizia periodica dei pannelli solari e il controllo delle prestazioni dell’inverter, così da garantire un rendimento ottimale nel tempo.

Come progettare un parco fotovoltaico con Blumatica Impianti Solari

Con Blumatica Impianti Solari, è possibile progettare un parco fotovoltaico seguendo un processo completo, dalla scelta del sito fino all’analisi dei risultati e alla redazione della relazione tecnico-economica.

All’interno del software, la definizione del sito avviene tramite l’importazione di un’immagine in scala metrica da Google Maps, una funzionalità che consente di individuare e delimitare il campo fotovoltaico su cui verranno installati i moduli solari. Dopo aver identificato l’area, si procede alla creazione della superficie destinata ai moduli.

Tabella 1 – Definizione del layout, Blumatica Impianti Solari

Il software permette di personalizzarne il posizionamento e, se necessario, di regolare l’inclinazione per ottimizzare l’esposizione solare. Una volta posizionati i moduli, si passa alla fase di dimensionamento, durante la quale si impostano i parametri per ottenere la configurazione più efficiente in base alle esigenze progettuali.

Tabella 2 – Dimensionamento dei moduli, Blumatica Impianti Solari

Una volta posizionati i moduli, si passa alla fase di dimensionamento, durante la quale si impostano i parametri per ottenere la configurazione più efficiente in base alle esigenze progettuali.

Successivamente, si procede con la progettazione dell’inverter e dello schema elettrico. Il software esegue automaticamente diverse verifiche tecniche sulla configurazione scelta. Tra i controlli effettuati vi sono:

• Compatibilità tra moduli fotovoltaici e inverter
•  Analisi della caduta di tensione
• Verifica della portata dei cavi
• Dimensionamento dei dispositivi di protezione

Tabella 3 – Dimensionamento inverter e schema elettrico, Blumatica Impianti Solari

Una volta completata la progettazione, il software consente di effettuare un’analisi tecnica ed economica del progetto, generando una relazione dettagliata. Questa comprende informazioni fondamentali come il costo totale di realizzazione, la producibilità annua dell’impianto, il fabbisogno energetico suddiviso per fasce orarie e le eventuali agevolazioni economiche previste dalla normativa vigente.

Grazie a un’interfaccia intuitiva e a strumenti di calcolo avanzati, Blumatica Impianti Solari permette di stimare con precisione i benefici economici dell’installazione di un impianto fotovoltaico. Questo facilita la valutazione della redditività dell’investimento e supporta una pianificazione strategica efficace per l’adozione di soluzioni energetiche sostenibili ed efficienti.

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Chiara Manzo

Responsabile Tecnico