Pannelli solari in posizione verticale: massimo design e minimo rendimento?

 Per ottenere un design esterno molto pulito ho spesso sognato di installare i pannelli solari in posizione verticale: come un modernissimo televisore incastonato in facciata, sud.

pannelli-solari-verticali

Naturalmente il termotecnico lo vorrebbe montato sulle sue staffe ed inclinato all’ottimo grado con un pessimo rapporto prestazioni/bellezza, ma io sono testardo.

pannelli-solari-verticali-2

A naso, avrò meno esposizione in estate rispetto all’inverno, ma in estate c’è maggior disponibilità di sole e temperature ambientali maggiori, cose che concorrono agevolmente a  sopperire al minor irraggiamento dovuto all’inclinazione sfavorevole. Dunque, a naso, avrò sicuramente un impianto ben bilanciato: meno prestante d’estate e più favorevole d’inverno.

Analizziamo i dati di irraggiamento delle nostre zone nei giorni ”chiave” dell’anno alle ore 12:00, esposizione a SUD con inclinazione verticale, e con inclinazione di 30 gradi.

   21 dicembre 21 marzo  21 giugno  21 settembre 
pannello verticale   1111 Watt/mq  908 Watt/mq  466 Watt/mq  901 Watt/mq
pannello a 30 gradi  945 Watt/mq  1268 Watt/mq  1288 Watt/mq  1258 Watt/mq

 Direi che non c’è tanto da temere: proprio quando il sole manca (in dicembre) e le temperature sono rigide e la spesa energetica è massima, la resa del pannello solare in posizione verticale cresce quasi del 20%.

Non male come risultato: estetica e prestazioni ai massimi livelli.

Un’ulteriore vantaggio per i pannelli solari termici in posizione verticale lo si ha nella notte: vedendo una meno ampia sezione fredda della volta celeste, esso verrà raffreddato più lentamente.

…a questo non avevate pensato vero? ammettetelo!

   Riassumendo, nella determinazione della inclinazione ottimale non può essere data una singola soluzione generale: ogni pannello, di qualsiasi tipo si tratti, sarà più sensibile e avrà un rendimento maggiore quando i raggi solari lo colpiscono in maniera perpendicolare al piano. Questo, perché sempre secondo la legge di Lambert l’energia di una radiazione è proporzionale all’angolo incidente.

Sta a noi scegliere se vogliamo una media di prestazioni più elevata o vogliamo la massima prestazione quando ne abbiamo il massimo bisogno!

La scelta dell’ orientamento per una panello solare è molto importante nel caso di montaggio verticale. Infatti, tanto più la disponibilità di energia solare coincide con il momento del fabbisogno di energia, tanto più sarà la resa dell’impianto. Accumulatori a parte, se la domanda coincide con l’offerta si posso ottenere dei sensibili vantaggi in termini di guadagno energetico! Perciò il momento della domanda di energia può influenzare la scelta dell’orientamento ottimale. Se per esempio la domanda di calore nel mattino è più bassa che nel pomeriggio, un orientamento verso il sole pomeridiano a sud-ovest può essere più vantaggioso.

La richiesta energetica giornaliera media per la produzione di acqua calda sanitaria di una persone è di 2-3 Kwh (80 Kwh su proiezione mensile). Questo bisogno energetico viene soddisfatto per la maggior parte attraverso un impianto formato da quasi 2 mq di pannelli. Solo nei mesi invernali la produzione energetica dei pannelli non arriva a soddisfare completamente la richiesta di acqua calda sanitaria, che deve venire integrata con la normale caldaia.

L’energia solare resta la più disponibile: il sole irradia sulla Terra 178.000 milioni di milioni di Watt ogni anno pari a 15.000 volte l’attuale consumo di energia da parte dell’uomo. Sfruttiamola!

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Altezza solare: l’angolo formato tra la direzione dei raggi solari e il piano orizzontale.

Solstizi: i due punti dove l’eclittica raggiunge la massima distanza dall’equatore. Il Sole vi transita all’inizio dell’estate (solstizio estivo) con declinazione +23°27′, e all’inizio dell ‘inverno (solstizio invernale) con declinazione -23°27′.

Equinozi: i due punti nei quali l’eclittica interseca l’equatore. Il Sole vi transita all’inizio della primavera (equinozio primaverile), e all’inizio dell’autunno (equinozio autunnale).

collettore-solare-verticale
  Ultima realizzazione a Padova:

 solare-termico-in-verticale

Sul tema potete leggere questo eccellente pdf:

 

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12 thoughts on “Pannelli solari in posizione verticale: massimo design e minimo rendimento?

  1. Federico Sampaoli Post author

    non conosco la bolletta energetica per corrente della scuola, ma non ci sono altre priorità?
    l’inclinazione è da adattare al periodo scolastico per il consumo sul posto – è da adattare al massimo sfruttamento annuale se la scuola rivende in rete l’esubero.
    qui ci vuole un tecnico

  2. mario pagliaro

    Vorrei un parere più oggettivo del mio: piccola scuola media (3 classi + 3 laboratori ed una palestra), nel meridione. Durante i periodi “caldi” o ha scarse esigenze energetiche (primavera) o addirittura nulle (non ci sono nemmeno gli uffici amministrativi, quindi, resta chiusa x tre mesi estivi). Può giustificare tt questo (oltre ad altre vincoli di carattere compositivo) la volontà di creare ampie superfici di pannelli fotovoltaici ma posti in verticale, per la sfruttare più il sole invernale, che quello estivo? Grazie

  3. fabrizio

    Salve,
    qualcuno ha dei dati di rendimento effettivisulle temperature raggiunte nei mesi estivi/invernali per un impianto con pannelli montati su parete verticale ed esposti a sud? Vivo a Milano e sto valutando se accoppiare il mio impianto a pompa di calore (Viessmann mod. Vitocal 242-S) con un pannello Viessmann mod. Vitosol 200-F da 2.3 MQ. L’accumulatore è da 220lt. L’esposizione del pannello sarebbe esattamente a SUD.Grazie

  4. Federico Sampaoli Post author

    Sempre stato favorevole per motivi di “sagoma” e perchè d’estate poco importa l’acqua calda.
    Grazie del contributo che avete dato al blog!

  5. justdone

    A pag. 2 del link qui di seguito, i rendimenti di un impianto ACS verticale orientato a sud.
    Sto valutando seriamente di farci l’impianto di riscaldamento.
    Rendimenti ottimale a dicembre e gennaio, produzione stroncata a luglio ed agosto, quando l’esubero di acqua calda diventa poi un problema. Buon ultimo, estrema semplicità di ombreggiatura dell’impianto se si vuole abbattere la produzione anziché continuare a raffreddare il prodotto, con enorme spreco d’acqua.
    Secondo voi, mi è sfuggito qualcosa?

    http://www.regione.piemonte.it/governo/bollettino/abbonati/2009/31/attach/dgr_11967_930_04082009_a2.pdf

  6. Federico Sampaoli Post author

    Comunque se analizziamo l’irraggiamento solare (la radiazione globale) del periodo ottobre-aprile di Milano scopriamo che
    a sud in posizione verticale abbiamo un’irraggiamento in kWh per metro quadro di
    88+73+68+82+72+101=484
    contro a sud in posizione 35° abbiamo un’irraggiamento in kWh per metro quadro di
    102+74+64+78+79+130=527
    Non è proprio un enorme svantaggio la posa del pannello in verticale! La committenza decida.

  7. Federico Sampaoli Post author

    Verissimo: i pannelli dovrebbero essere inclinati per la massima resa. L’articolo non vuole insegnare inclinazioni inconsuete, vuole solo regalare un po’ di giustificazione a chi se ne infischia della massima resa a favore di un design più spinto!
    Non sono certo io che spingo la committenza alla posa verticale: ma se la committenza odia la vista del pannello inclinato (magari sul nuovo tetto piano) allora lo “consolo” con la “ricetta” verticale.
    La vita è densa di compromessi!
    In questo momento mi trovo a Freiburg in Germania. Quanti tetti coperti di solare e fotovoltaico: sembra quasi un fotomontaggio!

  8. marco

    Ciao Federico
    è giusto qanto scrivi in merito alla resa verticale, ma la resa complessiva dei pannelli solari va fatta nell’arco dell’anno. Bisogna tenere conto che durante il periodo invernale i pannelli solari, rendono si poco di più ma a fronte di poche ore giornaliere di irraggiamento. Per questo si cerca con appositi software e l’ausilio di inclinometri a cercare l’esposizione e l’inclinazione affinchè si possa giungere alla soluzione migliore per la resa massima nell’arco dell’anno. Il fatto che renda poco più in inverno mettendoli in verticale non giustifica la sua installazione. A presto

  9. Federico Sampaoli Post author

    Credo che lo specchietto si riferisse a Genova 44°25’19″92 N. Padova ha invece latitudine 45°24’57″96 N.
    Purtroppo i pannelli solari hanno spesso gli attacchi laterali che rovinano l’aspetto pulito finale. Quindi poniamo attenzione nella scelta.

  10. vac

    Quando dissi al mio termotecnico che volevo il solare termico verticale è svenuto.
    Quindi cercato su internet altri casi ed ho trovoto questo bellissimo articolo!
    Non ho trocato l’indicazione della latituddine a cui si riferiscono i i dati di irraggiamento.
    Cordiali saluti.

  11. enrico

    salve,
    trovo veramente interessante questo suggerimento. Sarebbe ancora più interessante un commento sul risultato effettivo ottenuto a dopo un anno esatto dall’inserimento di questo post.

    A consuntivo si sono rispettate le premesse teoriche espresse un anno fa? Ed infine: il montaggio verticale è generalmente allineato alle prescrizioni dei regolamenti edilizi dei vari comui del nostro paese oppure ogni volta deve essere un braccio di ferro con le amministrazioni?

    saluti e complimenti per il weblog!
    Enrico

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