Numero di pannelli solari necessari per soddisfare il fabbisogno energetico
Ciao,
potreste per favore dirmi se ci sono errori in questo articolo sull'argomento in oggetto :
https://it.wikipedia.org/wiki/Utente:Lo ... 04/Sandbox
Grazie
potreste per favore dirmi se ci sono errori in questo articolo sull'argomento in oggetto :
https://it.wikipedia.org/wiki/Utente:Lo ... 04/Sandbox
Grazie
Risposte
Mi pare più un esercizio da scuola che però viene presentato come se fosse una certezza 
Errori forse no, ma il confronto consumo annuale con produzione annuale per determinare il numero di pannelli non tiene conto che il consumo, così come peraltro la produzione, non sono costanti nell'ambito della giornata e soprattutto il primo può avere parecchi picchi.
Se si vuole replicare la disponibilità di picco di 3 kW nell'ambito della giornata, occorreranno 10 pannelli di potenza nominale di 300 W e, causa la variabilità in termini di condizioni di funzionamento, normalmente l'impianto è costituito da qualche pannello in più (12-14).
Se si vuole replicare la disponibilità di picco di 3 kW nell'ambito della giornata, occorreranno 10 pannelli di potenza nominale di 300 W e, causa la variabilità in termini di condizioni di funzionamento, normalmente l'impianto è costituito da qualche pannello in più (12-14).
In realtà un conto sospetto a ben vedere c'è, ovvero il calcolo di D con quel 1519.1 moltiplicato per (1-0.2188). Se prendo l'irraggiamento 1944.62 (anche se l'unità di misura è $(kWh)/m^2$ e non kWh)e faccio 1944.62*(1-0.2188)=1519.1 per cui quel valore di 1519.1 sembrerebbe già il netto.
"ingres":
Se si vuole replicare la disponibilità di picco di 3 kW nell'ambito della giornata, occorreranno 10 pannelli di potenza nominale di 300 W e, causa la variabilità in termini di condizioni di funzionamento, normalmente l'impianto è costituito da qualche pannello in più (12-14).
Con le batterie non si risolve il problema del picco durante la giornata? Non basta accumulare l'energia per risolvere il problema?
"ingres":
In realtà un conto sospetto a ben vedere c'è, ovvero il calcolo di D con quel 1519.1 moltiplicato per (1-0.2188). Se prendo l'irraggiamento 1944.62 (anche se l'unità di misura è $(kWh)/m^2$ e non kWh)e faccio 1944.62*(1-0.2188)=1519.1 per cui quel valore di 1519.1 sembrerebbe già il netto.
Correggendo i calcoli invece di 6 pannelli, ne servirebbero 5...
Si, con un BESS (Battery Energy Storage System) puoi compensare, ma questo richiede una progettazione congiunta dei due sistemi. Infatti ci sono dei requisiti da rispettare per il sistema complessivo:
1) ovviamente devi anche caricare il BESS mentre fornisci energia ai consumi
2) se l'intenzione è quella di essere autonomo anche nelle ore notturne dovrà sempre rimanere abbastanza carica nel BESS per rispettare questa condizione con adeguato margine
3) il prezzo per kWh di un BESS è calato parecchio ma comunque è un fattore da tener ben presente nell'ambito dell'economia complessiva dell'impianto pannelli+batteria
4) In ultimo conta anche il grado di autosufficienza che si vuole ottenere. In un posto isolato in cui non arriva corrente ovviamente si cerca di essere autosufficienti al 95-98%, sovradimensionando l'impianto, mentre in città puoi pensare ad un grado di autosufficienza dell'80-90%, riservando alla rete il compito di intervenire per i picchi sporadici che il sistema non è in grado di compensare.
Le condizioni di cui sopra unitamente ad un miglior splitting dei consumi (suddivisione in ore diurne e notturne, in consumi feriali e festivi) ti permettono di fare un dimensionamento corretto sia dell'impianto di pannelli solari che della batteria.
Guarda ad esempio questo manuale che mi sembra non scolastico.
http://www.wutel.net/manuale/file/Manua ... cumulo.pdf
1) ovviamente devi anche caricare il BESS mentre fornisci energia ai consumi
2) se l'intenzione è quella di essere autonomo anche nelle ore notturne dovrà sempre rimanere abbastanza carica nel BESS per rispettare questa condizione con adeguato margine
3) il prezzo per kWh di un BESS è calato parecchio ma comunque è un fattore da tener ben presente nell'ambito dell'economia complessiva dell'impianto pannelli+batteria
4) In ultimo conta anche il grado di autosufficienza che si vuole ottenere. In un posto isolato in cui non arriva corrente ovviamente si cerca di essere autosufficienti al 95-98%, sovradimensionando l'impianto, mentre in città puoi pensare ad un grado di autosufficienza dell'80-90%, riservando alla rete il compito di intervenire per i picchi sporadici che il sistema non è in grado di compensare.
Le condizioni di cui sopra unitamente ad un miglior splitting dei consumi (suddivisione in ore diurne e notturne, in consumi feriali e festivi) ti permettono di fare un dimensionamento corretto sia dell'impianto di pannelli solari che della batteria.
Guarda ad esempio questo manuale che mi sembra non scolastico.
http://www.wutel.net/manuale/file/Manua ... cumulo.pdf
Ho dato un'occhiata al manuale per cui con un consumo annuo di 2300Kwh diviso per 365 giorni ottengo un consumo giornaliero di 6,301Kwh . Per risolvere il problema dei picchi di energia giornalieri di quante batterie da 12 V avrei bisogno? In alcuni siti ho letto che il 30% dell'energia si ottiene direttamente dai pannelli, mentre un 45% dal sistema di accumulo per cui questo mi darebbe 2,83 Kwh di energia . E' così?
Grazie di nuovo per la pazienza.
Grazie di nuovo per la pazienza.
Quel manuale non sarà scolastico però è amatoriale (che è peggio )
@lovepeacejoy
Non funziona così, non è così "banale" la soluzione, le variabili e soprattutto la variabilità è così variabile (scusate il gioco di parole) che non puoi pensare di essere completamente autosufficiente senza esser collegato ad una rete elettrica.
Ma ancor peggio è la convenienza che non c'è; prima di recuperare i costi, l'impianto di accumulo sarà da buttare (batterie da 12 V poi )
)@lovepeacejoy
Non funziona così, non è così "banale" la soluzione, le variabili e soprattutto la variabilità è così variabile (scusate il gioco di parole) che non puoi pensare di essere completamente autosufficiente senza esser collegato ad una rete elettrica.
Ma ancor peggio è la convenienza che non c'è; prima di recuperare i costi, l'impianto di accumulo sarà da buttare (batterie da 12 V poi
)
Il manuale serve solo a far capire alcune delle difficoltà del problema.
Al solo scopo di evidenziare le criticità di poter disporre di dati più accurati e di quanto si voglia essere autosufficienti, provo a fare un calcolo semplificato.
1) Ammettiamo pure un consumo medio giornaliero di 6.3 kWh. In realtà il consumo è fortemente dipendente dalla stagionalità, per cui converrebbe basarsi almeno sui dati mensili.
2) Dato un impianto di X kW, la sua produzione media giornaliera è 3.73*X kWh (dato medio su base annua). In realtà tale produzione dipende da dove è posto l'impianto e da altri fattori (qui aiuta il sito). Inoltre questo, come detto, è il dato su base annua per cui bisogna tener conto che la produzione invernale è circa la metà di quella estiva (anche qui si possono reperire dati statistici più precisi su base mensile). Per semplicità ammettiamo un fattore di riduzione di 0.75. In realtà ad es. a Dicembre tale fattore è 0.6-0.65, per cui quanto si vuole che sia il grado di copertura in stagione invernale è un altro dato cruciale.
3) dai dati di cui sopra si ottiene 6.3 = 0.75*3.73*X e quindi X=2,25 kW, ovvero arrotondando in eccesso sono necessari 8 pannelli da 300 W.
Il dato non tiene conto dei picchi per i quali supponiamo, nelle nostre ipotesi semplificative, ci pensi lo storage oppure la rete.
4) Per lo storage dobbiamo avere un dettaglio dei consumi tra giorno e notte. Se supponiamo che siano divisi circa a metà potremmo ipotizzare una batteria da 4 kWh.
I risultati ottenuti sono ragionevoli, ma ben lungi da essere precisi. Danno solo meglio un'idea dei fattori che entrano in gioco, a prescindere dal dato economico che deve essere sempre tenuto presente.
Al solo scopo di evidenziare le criticità di poter disporre di dati più accurati e di quanto si voglia essere autosufficienti, provo a fare un calcolo semplificato.
1) Ammettiamo pure un consumo medio giornaliero di 6.3 kWh. In realtà il consumo è fortemente dipendente dalla stagionalità, per cui converrebbe basarsi almeno sui dati mensili.
2) Dato un impianto di X kW, la sua produzione media giornaliera è 3.73*X kWh (dato medio su base annua). In realtà tale produzione dipende da dove è posto l'impianto e da altri fattori (qui aiuta il sito). Inoltre questo, come detto, è il dato su base annua per cui bisogna tener conto che la produzione invernale è circa la metà di quella estiva (anche qui si possono reperire dati statistici più precisi su base mensile). Per semplicità ammettiamo un fattore di riduzione di 0.75. In realtà ad es. a Dicembre tale fattore è 0.6-0.65, per cui quanto si vuole che sia il grado di copertura in stagione invernale è un altro dato cruciale.
3) dai dati di cui sopra si ottiene 6.3 = 0.75*3.73*X e quindi X=2,25 kW, ovvero arrotondando in eccesso sono necessari 8 pannelli da 300 W.
Il dato non tiene conto dei picchi per i quali supponiamo, nelle nostre ipotesi semplificative, ci pensi lo storage oppure la rete.
4) Per lo storage dobbiamo avere un dettaglio dei consumi tra giorno e notte. Se supponiamo che siano divisi circa a metà potremmo ipotizzare una batteria da 4 kWh.
I risultati ottenuti sono ragionevoli, ma ben lungi da essere precisi. Danno solo meglio un'idea dei fattori che entrano in gioco, a prescindere dal dato economico che deve essere sempre tenuto presente.
"ingres":
Il manuale serve solo a far capire alcune delle difficoltà del problema.
Al contrario, il manuale fa sembrare semplice quello che non è, di fatto è un DIY
Puoi fare tutti i calcoli semplificati che vuoi (adesso ne faccio uno anch'io
) ma l'autosufficienza è una chimera e teoricamente ottenibile con uno storage enorme.Tanto per fare due conti (ragionevoli ma pure ottimistici
), supponiamo un consumo annuo di $3600$ Kwh ($10$ Kwh al giorno) e che solo $600$ derivino dalla rete; supponiamo che per i $3000$ che autoproduci (direttamente + storage) risparmi un terzo di euro a Kwh per un importo pari a $1000€$ all'anno.Un impianto di accumulo da $15$ Kwh (serio) ti costa $15.000€$ che ripiani in $15$ anni
E i pannelli sono ancora da pagare
Estremizzo? Sì ma solo un pochino ...
@ingres Non c'è l'ho affatto con te
ma è solo per evidenziare che la questione (vera) è che le considerazioni vanno fatte caso per caso ed anche per il fotovoltaico esistono i pro e i contro, non solo i pro come si tende a far credere (e non solo su questo argomento).Cordialmente, Alex
P.S.: E ho lasciato stare il discorso "inquinamento ambientale delle batterie" ...
@axpgn:
lo so Alex, tranquillo siamo qui per discutere . Io però non sarei così tranchant sul discorso solare con batterie. Il costo dei pannelli e delle batterie è sceso parecchio negli ultimi anni e anche la durata di queste ultime è aumentata.
Comunque siccome giustamente fai un discorso sull'economia di questa scelta, voglio entrare sull'argomento prescindendo dal discorso di eventuali incentivi e basandomi solo su dati medi che però ho già evidenziato essere un pò fuorvianti.
Al costo puro dell'energia, che dovrebbe essere suddiviso per fascia, si devono aggiungere oneri vari, imposte e IVA. Alcune di queste voci al momento sono state ridotte, ma mediamente possiamo ammettere un costo finale di circa 0.2 €/kWh come si direbbe "all inclusive".
Supponendo 2300 kWh annui, attualmente il relativo costo è 460 €/anno. Supponiamo di risparmiarne circa 400 €/anno e di inserire un impianto che sia compatibile con il recupero in circa 6 anni. Questo ci da un budget di spesa di circa 2400 €.
Ammettiamo di optare per 8 pannelli e una spesa di 160 € per pannello. Abbiamo quindi 1280 € di spesa per i pannelli. Per le batterie (per le quali c'è ampia scelta) volendo limitare il costo prendiamo una batteria di 2.4 kWh adatta al fotovoltaico residenziale, quindi un pò più limitata rispetto a quella inizialmente ipotizzata e che può andare bene se riusciamo a trasferire più consumi in ore diurne, al prezzo di di 1200 €. Per cui, salvo spese di spedizione e installazione, siamo stati grosso modo nel budget.
Il conto di cui sopra, in cui i prezzi dei componenti sono stati desunti su Internet, dove però esistono anche offerte integrate pannelli + batteria molto interessanti, ci offre parecchi spunti:
1) la progettazione tecnica deve essere abbinata a quella economica per arrivare alla scelta finale;
2) l'impianto va proporzionato ai consumi effettivi. Uno storage da 15 kWh può essere esagerato per un impianto come quello ipotizzato;
3) può essere conveniente pensare a come rimodulare i consumi nell'ambito della giornata al fine di sfruttare al meglio il solare quando disponibile, riducendo la spesa per la batteria;
4) il dato di CAPEX ovvero di investimento iniziale è solo un aspetto del problema. Va anche fatta la valutazione dell'OPEX, ovvero delle spese per manutenzione e upgrade nel tempo. Una buona batteria ha circa una durata di 8-10 anni (anche questo dato sta migliorando con il tempo), per cui dopo dovrò sostituirla (però è probabile che i prezzi scendano ancora), e i pannelli riducono la produzione di circa lo 0.8%/anno causa invecchiamento. Tipicamente inoltre la vita degli stessi è attualmente di circa 25-30 anni. Una buona valutazione dell'investimento dovrebbe tener conto anche di questi aspetti.
In conclusione sono perfettamente d'accordo che si tratta di una scelta opinabile con pro e contro, ma rispetto a qualche anno fa dove il settore non stava in piedi se non con robusti incentivi, adesso è in una fase più "matura". E cosa più importante sta crescendo in efficienza, aumentando la produzione e riducendo i costi, per cui nel futuro dovrebbe anche essere più sbilanciato riguardo i pro.
Sull'ultimo aspetto da te citato ovvero quello del footprint ambientale complessivo si aprirebbe un mondo di discussioni per cui non entro nel merito.
lo so Alex, tranquillo siamo qui per discutere
. Io però non sarei così tranchant sul discorso solare con batterie. Il costo dei pannelli e delle batterie è sceso parecchio negli ultimi anni e anche la durata di queste ultime è aumentata.Comunque siccome giustamente fai un discorso sull'economia di questa scelta, voglio entrare sull'argomento prescindendo dal discorso di eventuali incentivi e basandomi solo su dati medi che però ho già evidenziato essere un pò fuorvianti.
Al costo puro dell'energia, che dovrebbe essere suddiviso per fascia, si devono aggiungere oneri vari, imposte e IVA. Alcune di queste voci al momento sono state ridotte, ma mediamente possiamo ammettere un costo finale di circa 0.2 €/kWh come si direbbe "all inclusive".
Supponendo 2300 kWh annui, attualmente il relativo costo è 460 €/anno. Supponiamo di risparmiarne circa 400 €/anno e di inserire un impianto che sia compatibile con il recupero in circa 6 anni. Questo ci da un budget di spesa di circa 2400 €.
Ammettiamo di optare per 8 pannelli e una spesa di 160 € per pannello. Abbiamo quindi 1280 € di spesa per i pannelli. Per le batterie (per le quali c'è ampia scelta) volendo limitare il costo prendiamo una batteria di 2.4 kWh adatta al fotovoltaico residenziale, quindi un pò più limitata rispetto a quella inizialmente ipotizzata e che può andare bene se riusciamo a trasferire più consumi in ore diurne, al prezzo di di 1200 €. Per cui, salvo spese di spedizione e installazione, siamo stati grosso modo nel budget.
Il conto di cui sopra, in cui i prezzi dei componenti sono stati desunti su Internet, dove però esistono anche offerte integrate pannelli + batteria molto interessanti, ci offre parecchi spunti:
1) la progettazione tecnica deve essere abbinata a quella economica per arrivare alla scelta finale;
2) l'impianto va proporzionato ai consumi effettivi. Uno storage da 15 kWh può essere esagerato per un impianto come quello ipotizzato;
3) può essere conveniente pensare a come rimodulare i consumi nell'ambito della giornata al fine di sfruttare al meglio il solare quando disponibile, riducendo la spesa per la batteria;
4) il dato di CAPEX ovvero di investimento iniziale è solo un aspetto del problema. Va anche fatta la valutazione dell'OPEX, ovvero delle spese per manutenzione e upgrade nel tempo. Una buona batteria ha circa una durata di 8-10 anni (anche questo dato sta migliorando con il tempo), per cui dopo dovrò sostituirla (però è probabile che i prezzi scendano ancora), e i pannelli riducono la produzione di circa lo 0.8%/anno causa invecchiamento. Tipicamente inoltre la vita degli stessi è attualmente di circa 25-30 anni. Una buona valutazione dell'investimento dovrebbe tener conto anche di questi aspetti.
In conclusione sono perfettamente d'accordo che si tratta di una scelta opinabile con pro e contro, ma rispetto a qualche anno fa dove il settore non stava in piedi se non con robusti incentivi, adesso è in una fase più "matura". E cosa più importante sta crescendo in efficienza, aumentando la produzione e riducendo i costi, per cui nel futuro dovrebbe anche essere più sbilanciato riguardo i pro.
Sull'ultimo aspetto da te citato ovvero quello del footprint ambientale complessivo si aprirebbe un mondo di discussioni per cui non entro nel merito.
"ingres":
Io però non sarei così tranchant sul discorso solare con batterie.
Io sì
Lo so di essere controcorrente, soprattutto in questo periodo, con la corsa al fotovoltaico con accumulo ma è una scelta sbagliata dal punto di vista ambientale e scarsamente conveniente dal punto di vista economico (a mio parere)
Se i miei conti sono un po' estremi in alto (ma non troppo anche perché provengono da esperienza diretta
), i tuoi sono un po' troppo bassi (1300 € di pannelli, batteria di 2.4 kwh ).Se è vero che un progresso c'è, è vero anche che è molto lento e non è assolutamente detto che porti a miglioramenti significativi (né nella batterie, né nei pannelli, un po' meglio sui costi ma siamo già a prezzi decisamente bassi) e di sicuro non nel breve periodo.
Ma l'aspetto maggiormente critico della tua configurazione è il fatto di mettere assieme dispositivi che probabilmente possono anche funzionare ma forse non a lungo e quasi sicuramente in modo poco efficiente.
Peraltro tralasci le spese per l'installazione (materiali e manodopera), certificazioni, collaudi, allacci e soprattutto l'inverter (+ hw e sw di gestione) che sono una parte fondamentale (e delicata) di tutto il sistema.
"ingres":
E cosa più importante sta crescendo in efficienza, aumentando la produzione e riducendo i costi, per cui nel futuro dovrebbe anche essere più sbilanciato riguardo i pro.
Mah, i contro rimarranno comunque, principalmente per la questione intrinseca del fatto che è una fonte intermittente (e lo rimarrà così come l'eolico), però il punto del mio intervento non è sul fotovoltaico in sé (che è e rimane e rimarrà ancor più una importante fonte energetica) ma sull'accumulo, punto sul quale si corre il rischio di fare un disastro ambientale (al contrario di quanto si dice) per rincorrere una convenienza effimera.
IMHO
Cordialmente, Alex
Ciao Alex
Comprendo il tuo punto di vista, che non è isolato, e condivido almeno in parte il timore di un possibile impatto ambientale devastante.
A parziale conferma che questa sia una problematica di cui tener conto, le nuove direttive comunitarie e italiane cercano di aumentare la quota di riciclo, diminuire le quote di metalli pesanti ed in generale ridurre l'impatto ambientale delle batterie proprio perchè c'è il timore di un disastro ambientale con un massiccio passaggio all'auto elettrica ed alla diffusione in ambito generazione distribuita.
Vedremo tra qualche anno come evolve la tecnica e il mercato. Diamoci appuntamento per riparlarne tra un pò.
E' stato un piacere discutere con te di questi temi
Cordialmente ingres
Comprendo il tuo punto di vista, che non è isolato, e condivido almeno in parte il timore di un possibile impatto ambientale devastante.
A parziale conferma che questa sia una problematica di cui tener conto, le nuove direttive comunitarie e italiane cercano di aumentare la quota di riciclo, diminuire le quote di metalli pesanti ed in generale ridurre l'impatto ambientale delle batterie proprio perchè c'è il timore di un disastro ambientale con un massiccio passaggio all'auto elettrica ed alla diffusione in ambito generazione distribuita.
Vedremo tra qualche anno come evolve la tecnica e il mercato. Diamoci appuntamento per riparlarne tra un pò.
E' stato un piacere discutere con te di questi temi
Cordialmente ingres
Altrettanto
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