Un po’ di ombra può ridurre il rendimento dei pannelli solari: cosa sapere
Quando si pensa ai pannelli solari, è naturale immaginare un tetto completamente esposto al sole. Nella realtà, però, anche una buona copertura può essere interessata da ombre generate da camini, antenne, alberi, edifici vicini o altri elementi presenti sul tetto.
Un’ombra piccola non rende necessariamente inutile un impianto fotovoltaico, ma può influire sulla sua produzione più di quanto si possa pensare. L’effetto dipende da diversi fattori: quanto dura l’ombreggiamento, quale parte del pannello viene coperta, come sono collegati i moduli e quali componenti sono stati scelti in fase di progettazione.
Per questo, prima di installare un impianto o quando si nota un calo anomalo della produzione, è importante non limitarsi a osservare quanto spazio è disponibile sul tetto. Bisogna capire anche come si muove l’ombra durante la giornata e nelle diverse stagioni.
Perché l’ombra riduce la produzione dei pannelli solari
Un pannello fotovoltaico produce energia quando le celle ricevono la luce del sole. Se una parte del modulo viene ombreggiata, le celle interessate generano meno corrente rispetto a quelle completamente illuminate.
Il problema è che le celle e i moduli di un impianto possono essere collegati elettricamente in serie. Di conseguenza, la parte meno produttiva può condizionare anche il funzionamento delle altre, provocando una perdita non sempre proporzionale alla superficie effettivamente coperta.
Questo non significa che ogni piccola ombra produca lo stesso risultato. Una foglia appoggiata per poco tempo, l’ombra di un camino nelle prime ore del mattino e quella di un grande albero durante le ore centrali della giornata sono situazioni molto diverse.
Non conta soltanto la dimensione dell’ombra
Per valutare l’effetto dell’ombra sulla produzione bisogna considerare diversi elementi.
Il primo è il momento della giornata. Un’ombra presente al mattino presto può avere un’incidenza diversa rispetto a una che copre i pannelli nelle ore in cui l’irraggiamento è maggiore.
Conta anche la durata. Un ostacolo può generare ombra soltanto per alcuni minuti oppure seguire il movimento del sole e interessare più moduli per diverse ore.
Infine, è importante osservare la forma e la posizione dell’ombra. Un’antenna sottile, una canna fumaria, un abbaino o i rami di un albero possono coprire porzioni differenti delle celle, producendo effetti diversi sull’intero sistema.
Anche rilievi, colline ed edifici lontani possono limitare l’irraggiamento in alcune fasce orarie. Strumenti come PVGIS, sviluppato dal Joint Research Centre della Commissione europea, permettono di valutare l’orizzonte e stimare come la presenza di ostacoli possa modificare la produzione fotovoltaica. Per alberi, case e oggetti molto vicini, però, è necessario inserire informazioni più precise o effettuare un rilievo sul posto.
Le fonti di ombra più comuni
Sul tetto di un’abitazione, gli ombreggiamenti possono essere causati da elementi che spesso vengono sottovalutati:
- camini, antenne e sfiati;
- abbaini, parapetti e parti più alte della copertura;
- alberi e vegetazione circostante;
- edifici vicini;
- foglie, sporco localizzato o accumuli stagionali.
Un esempio pratico è quello di un camino posizionato vicino ai moduli. Durante la giornata, la sua ombra cambia direzione e può attraversare pannelli diversi. Un impianto osservato a mezzogiorno potrebbe sembrare completamente esposto, mentre al mattino o nel pomeriggio potrebbe essere interessato da un ombreggiamento ricorrente.
Lo stesso vale per gli alberi. Una pianta ancora piccola al momento dell’installazione potrebbe crescere negli anni e iniziare a coprire una parte del tetto. Anche il cambiamento stagionale della chioma può modificare la situazione.
Come si limita l’effetto dell’ombra
La soluzione più efficace è intervenire già durante la progettazione. Un sopralluogo accurato permette di individuare gli ostacoli, valutare il percorso del sole e scegliere le zone del tetto con la migliore esposizione.
In alcuni casi può essere preferibile installare qualche pannello in meno, ma posizionato correttamente, invece di occupare tutta la superficie disponibile includendo aree spesso ombreggiate.
La configurazione elettrica è altrettanto importante. I pannelli utilizzano normalmente diodi di bypass, componenti che aiutano a limitare alcuni effetti dell’ombreggiamento. Esistono inoltre inverter con più ingressi, ottimizzatori di potenza e microinverter. Tuttavia, non esiste una soluzione migliore in ogni situazione: secondo l’IEA PVPS, con ombre leggere o moderate un inverter di stringa ben progettato può ottenere risultati paragonabili, o in alcuni casi migliori, rispetto a sistemi dotati di ottimizzatori. La scelta deve quindi basarsi sulle caratteristiche reali del tetto, non soltanto sulla tecnologia più complessa.
Come capire se l’impianto sta producendo meno del previsto
Una produzione inferiore alle attese non dipende necessariamente dall’ombra. Possono incidere anche meteo, temperatura, sporco, guasti, orientamento e naturale variazione stagionale.
Il primo passo è confrontare i dati dell’impianto con periodi simili, evitando paragoni tra mesi molto diversi. Se il calo si ripete ogni giorno nelle stesse fasce orarie, potrebbe essere utile verificare se in quel momento un ostacolo copre uno o più moduli.
Le piattaforme di monitoraggio aiutano a individuare anomalie e differenze rispetto alla produzione prevista. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti indica proprio il confronto tra produzione reale e produzione stimata come uno degli strumenti utili per riconoscere situazioni di “underperformance”.
È possibile fare anche una semplice osservazione visiva in diversi momenti della giornata, sempre senza salire sul tetto o svolgere attività non sicure. Se il problema persiste, è opportuno richiedere il controllo di un tecnico qualificato.
Cosa controllare prima di installare un impianto fotovoltaico
Prima di accettare un progetto, è utile chiedere se l’analisi tiene conto:
- delle ombre nelle diverse stagioni;
- della posizione di camini, antenne e abbaini;
- della crescita futura degli alberi;
- della disposizione dei pannelli e delle stringhe;
- della produzione annua stimata al netto delle perdite;
- del sistema previsto per monitorare l’impianto.
Una stima attendibile non dovrebbe basarsi soltanto sui metri quadrati disponibili o sulla potenza nominale. La produzione reale dipende anche da orientamento, inclinazione, temperatura, sporco e ombreggiamento.
Un buon rendimento parte da un progetto attento
Anche una piccola ombra può modificare la produzione dei pannelli solari, ma il suo effetto non può essere valutato con una regola uguale per tutti.
La posizione dell’ostacolo, la durata dell’ombreggiamento e la configurazione dell’impianto fotovoltaico fanno la differenza. Per questo è importante analizzare il tetto nelle condizioni reali, monitorare nel tempo la produzione e intervenire quando emerge un calo ricorrente.
Un impianto ben progettato non è semplicemente quello con il maggior numero possibile di pannelli. È quello che utilizza in modo intelligente lo spazio disponibile, riduce le perdite evitabili e produce energia in modo coerente con le caratteristiche dell’abitazione.
