Una volta data una risposta affermativa alla domanda “Il fotovoltaico: sì o no?”, si apre un ampio ventaglio di nuove questioni da chiarire. Cos’è un inverter? Volete un sistema di accumulo a batterie e in futuro desiderate puntare sulla mobilità elettrica? E ancora: cosa significa tutto questo per il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico? Di quanti kWp avete bisogno per la vostra casa?
I miei colleghi e io abbiamo già risposto ad alcune di queste domande nel nostro blog. Qui potete scoprire, ad esempio, qual è l’inverter più adatto a voi. Oggi vogliamo affrontare la questione del dimensionamento dell’impianto fotovoltaico. In primo luogo vediamo cosa c’è dietro abbreviazioni come “kW” e “kWp” e cosa hanno a che fare con il consumo di elettricità nella propria abitazione.
Vi daremo poi dei suggerimenti su come calcolare il vostro fabbisogno approssimativo di elettricità. Infine, vogliamo dedicarci al numero di moduli solari sul tetto: quale potenza può generare ciascuno di essi e quanti ne servono per il vostro impianto fotovoltaico?
Piccola guida ai kW
Robert Reinbrech, esperto del settore fotovoltaico di Fronius International GmbH, fa luce sulla giungla delle abbreviazioni: “L’abbreviazione “kW” è l’unità di misura comune della potenza. Sta per “kilowatt” e dovrebbe essere familiare a chiunque abbia un allacciamento elettrico“
- Il “kilowatt” è quindi un’unità di potenza. Per essere precisi, un kW equivale a 1000 watt. La parola “kilo” deriva dal greco e significa “mille”.
- Per cosa sta invece la “p” nelle offerte fotovoltaiche del vostro installatore? È l’acronimo della parola inglese “peak”, che si traduce con “picco”: “kWp” significa quindi “picco di kilowatt” e non descrive altro che il rendimento massimo di un impianto fotovoltaico.
- Passiamo ora a “kWh”: un kilowattora è l’energia che un’utenza con una potenza di un kilowatt richiede in un’ora. Ad esempio, se si utilizza un asciugacapelli con una potenza costante di 1.000 watt (= 1 kW) per un’ora, si consumerà un kWh di corrente. La produzione di energia solare è simile, solo che in questo caso la corrente viene generata anziché consumata: un impianto fotovoltaico da 10 kWp può generare 10 kWh all’ora nelle ore di punta in condizioni di funzionamento ottimali. Facendo un confronto, equivale all’incirca a quanto consuma quotidianamente un nucleo familiare medio di quattro persone. La quantità di corrente che passa dal tetto alla rete domestica in un determinato momento dipende naturalmente da molti fattori, come l’irraggiamento solare, l’ombreggiamento e molto altro.
“A proposito: anche i fornitori di energia elettrica indicano il consumo mensile e annuale di elettricità nella bolletta in “kWh”, ovvero kilowattora“, riassume Reinbrech.
Di quanti kWh di corrente all’anno ha bisogno il mio nucleo familiare?
La quantità di kilowattora di corrente consumata ogni anno da un nucleo familiare dipende da una serie di aspetti. Va da sé che più persone hanno bisogno di più elettricità.
“A seconda che in una casa o in un appartamento vivano solo persone che lavorano e che si carichi un’auto elettrica o si utilizzi una pompa di calore elettrica, il fabbisogno individuale di kWh di corrente può variare notevolmente“, spiega Robert Reinbrech, illustrando la differenza che fanno le condizioni di vita.
Inoltre, nel dimensionamento dell’impianto fotovoltaico si deve tenere conto sia della depurazione dell’acqua calda che di eventuali impianti di condizionamento esistenti.
Se volete sapere quanto è alto il vostro consumo personale di elettricità, il modo più rapido per scoprirlo è guardare la vostra ultima bolletta annuale. Finché non si aggiungono figli o nuovi coinquilini oppure non si verificano trasferimenti, e non si acquistano nuovi grandi elettrodomestici, il vostro fabbisogno di elettricità non dovrebbe subire troppe variazioni.
Se avete cambiato casa da poco, non avete a portata di mano i valori comparativi degli anni precedenti o volete investire nella mobilità elettrica o in una pompa di calore, abbiamo pensato a voi. Di seguito è possibile calcolare approssimativamente il proprio fabbisogno di elettricità (futuro).
Come calcolare il consumo di elettricità
Per un calcolo approssimativo, è sufficiente utilizzare il numero di persone che compongono il nucleo familiare: mentre un nucleo familiare di 1 persona consuma circa 1.500 kWh all’anno, un nucleo familiare medio di 4 persone consuma più di 3.500 kWh.
| Dimensioni del nucleo familiare | Consumo medio di elettricità all’anno |
|---|---|
| 1 persona | Circa 1.500-2.000 kWh |
| 2 persone | Circa 2.000-2.800 kWh |
| 3 persone | Circa 2.800-3.500 kWh |
| 4 persone | Circa 3.500-4.500 kWh |
| 5 persone | Circa 4.500-5.500 kWh |
Come si possono determinare le dimensioni dell’impianto fotovoltaico sulla base di questi dati di base? In generale, si può dire che ogni kWp di un impianto fotovoltaico genera circa 1.000 kWh all’anno. Questo significa che una persona che vive da sola potrebbe generare il proprio fabbisogno annuale di elettricità con un impianto fotovoltaico da 1,5 kWp. A condizione che lo stato generale sia perfetto e che tutta l’energia solare generata venga consumata senza perdite. Nelle stesse condizioni, un nucleo familiare medio di quattro persone potrebbe soddisfare le stesse esigenze con un impianto fotovoltaico da 4,5 kWp.
Reinbrech consiglia: “Vale la pena investire in qualche kWp in più per raggiungere il massimo grado possibile di autosufficienza anche durante i picchi di carico e nei mesi più bui dell’anno“.
Mobilità e calore grazie al fotovoltaico: prevedere un’auto elettrica e una pompa di calore
Le cifre citate nel paragrafo precedente non comprendono le pompe di calore, gli impianti di condizionamento e le auto elettriche. Poiché queste utenze sono talvolta le più energivore dell’intero edificio, non dobbiamo assolutamente escluderle dalla pianificazione dell’impianto fotovoltaico. Innanzitutto, il consumo delle utenze elencate di seguito dipende in larga misura dalle rispettive modalità di utilizzo. Approssimativamente vale quanto segue:
- Mobilità elettrica: un’auto elettrica media con un consumo di elettricità di 15 kWh per 100 chilometri consuma circa 2.000 kWh con una percorrenza annua di 13.000 km.
Nota: questo significa un aumento di 2 kWp per il dimensionamento del proprio impianto fotovoltaico. - Pompa di calore: questo calcolo è più complicato. Le pompe di calore ad aria, ad esempio, richiedono una quantità di elettricità significativamente maggiore rispetto alle loro controparti che lavorano con il calore geotermico e delle acque sotterranee. Anche le dimensioni e la classe di efficienza energetica dell’immobile svolgono un ruolo decisivo. Per il nostro esempio, consideriamo una casa unifamiliare con una superficie abitabile di 120 m² e un fabbisogno termico di 100 kWh/m², che equivale a un fabbisogno termico di 12.000 kWh all’anno. Dal momento che il riscaldamento non si utilizza tutto l’anno, stimiamo che il nostro consumo annuo di elettricità sia compreso tra 2.400 e 4.300 kWh.
Ciò significa una media di 3,5 kWp aggiuntivi per l’impianto fotovoltaico. - Impianto di condizionamento: per quanto riguarda il raffreddamento degli ambienti, è necessario distinguere tra unità split installate in modo permanente e unità di condizionamento mobili. Questi ultimi sono significativamente meno efficienti e più dispendiosi dal punto di vista energetico. Il consumo di elettricità può essere calcolato facilmente moltiplicando la potenza dell’impianto di condizionamento per il numero di ore di funzionamento all’anno. Con un tempo di funzionamento di 300 ore all’anno e un apparecchio piuttosto potente di circa 5 kW, si ottiene un fabbisogno di elettricità di 1.500 kWh.
Ciò significa una media di 1,5 kWp aggiuntivi per l’impianto fotovoltaico.
Se ipotizziamo un nucleo familiare di quattro persone con un’auto elettrica, una pompa di calore e un impianto di condizionamento, questo nucleo avrebbe bisogno di un impianto fotovoltaico da 11,5 kWp per coprire il suo fabbisogno annuale di elettricità con l’energia solare autoprodotta. Una piccola nota a margine: la stragrande maggioranza delle famiglie consuma meno elettricità rispetto al nostro esempio. Solo in rari casi sono disponibili sia una pompa di calore che un impianto di condizionamento.
I moduli solari sono fondamentali
Utilizzando l’esempio di calcolo sopra riportato, dovreste essere in grado di stimare approssimativamente il vostro fabbisogno annuo di elettricità. Quali conclusioni potete trarre da questo e quanti moduli solari vi servono per la vostra quantità di kilowattora?
La risposta a questa domanda dipende innanzitutto dalla potenza dei moduli solari scelti. Come spiega Reinbrech, “oggi un modulo solare moderno ha una potenza compresa tra 400 e 500 Wp. Ciò significa che ogni modulo genera circa 300-500 kWh di energia solare all’anno. Come valore indicativo generale, possiamo dire che tre moduli solari da 400 Wp forniscono poco più di 1.000 kilowattora di elettricità all’anno. Di conseguenza, un impianto da 10 kWp è composto da circa 25 moduli solari“.
Il numero approssimativo di moduli per la potenza desiderata dell’impianto fotovoltaico è riportato nella seguente tabella:
| Potenza impianto | Moduli richiesti (cifre arrotondate) |
|---|---|
| 1 kWp | 3 |
| 2 kWp | 5 |
| 3 kWp | 8 |
| 4 kWp | 10 |
| 5 kWp | 13 |
| 6 kWp | 15 |
| 7 kWp | 18 |
| 8 kWp | 20 |
| 9 kWp | 23 |
| 10 kWp | 25 |
| 11 kWp | 28 |
| 12 kWp | 30 |
| 13 kWp | 33 |
| 14 kWp | 35 |
| 15 kWp | 38 |
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Nota bene: questi dati sono validi solo in condizioni ideali. Oltre all’orientamento dei moduli e alla loro qualità, le condizioni meteorologiche prevalenti hanno un impatto decisivo sulle prestazioni dell’intero impianto fotovoltaico. “È ovvio che alle latitudini più alte e in inverno si genera meno energia solare. Se sul tetto ci sono anche zone d’ombra, ad esempio a causa di edifici vicini, alberi, tralicci o camini, il rendimento dei moduli solari interessati si riduce notevolmente“, spiega l’esperto del settore fotovoltaico di Fronius, citando i fattori che possono ridurre il rendimento dell’energia solare.
Quanto spazio sul tetto è sufficiente?
Un singolo modulo solare misura circa 1,7 m², quindi occorrono 5 m² per kWp. Un tetto relativamente piccolo con una superficie di 25 m² è sufficiente per un impianto fotovoltaico da 5 kWp. Tuttavia, se si vogliono generare 12 kWp o più di energia solare sul proprio tetto, i moduli necessari richiedono uno spazio di oltre 60 m². Con una superficie media del tetto di 100 m², questa rappresenta una percentuale significativa per una casa unifamiliare.
L’esperto del settore fotovoltaico sottolinea: “I proprietari delle abitazioni non devono dimenticare di sottrarre lucernari e camini dalla superficie totale“. Per ottenere il massimo dal vostro impianto, dovreste anche prestare attenzione alla già citata ombreggiatura.
Conclusioni
“kWp” sta per “picco di kilowatt” e descrive la potenza massima di un impianto fotovoltaico. Per ogni 1.000 kWh di consumo annuo di elettricità, si dovrebbe prevedere 1 kWp di impianto fotovoltaico.
Quando si dimensiona l’impianto fotovoltaico, è meglio orientarsi sul consumo di elettricità degli anni precedenti. Ad esempio, se consumate 4.500 kWh di elettricità, una soluzione conveniente per voi è un impianto fotovoltaico da 4,5 kWp. Prima di acquistare un impianto, chiedetevi se in futuro vorrete un’auto elettrica davanti alla porta di casa o una pompa di calore per riscaldare lo spazio abitativo. Per questo tipo di utenze è opportuno aumentare le dimensioni dell’impianto fotovoltaico di 2-3 kWp per ogni utenza.
Per ogni kWp prodotto è necessaria una superficie del tetto di 5 m². Un potente impianto fotovoltaico da 10 kWp copre quindi almeno 50 m² del vostro tetto.
In questo articolo abbiamo tralasciato un altro fattore chiave nel dimensionamento dell’impianto fotovoltaico: il sistema di accumulo. In uno dei nostri prossimi articoli del blog, scoprirete come integrarlo (in un secondo momento) nel vostro impianto e quale capacità di accumulo è adatta al vostro nucleo familiare.
