Ricercatori propongono metodo per dimensionare impianti fotovoltaici destinati all’autoconsumo

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I ricercatori dell’istituto dominicano Instituto Especializado de Estudios Superiores Loyola (IEESL) hanno delineato una nuova metodologia per il dimensionamento degli impianti fotovoltaici su tetto in mercati privi di contatori netti o tariffe di alimentazione, dove tutta l’energia prodotta dal campo solare deve essere autoconsumata.

Nello studio “Sizing of photovoltaic systems for self-consumption without surpluses through on-site measurements: Case study of the Dominican Republic“, pubblicato su Renewable Energy, il team di ricerca ha spiegato che il suo nuovo approccio è destinato agli impianti fotovoltaici di piccole dimensioni per l’autoconsumo al 100% senza sistema anti-dumping. In questi sistemi, la produzione non può superare la domanda di elettricità di una famiglia, poiché nessun meccanismo impedisce l’immissione nella rete elettrica.

Questi sistemi richiedono una stima del profilo orario annuale e della potenza minima richiesta, oltre all’uso di un misuratore di irraggiamento e di un analizzatore di rete elettrica. “La rilevanza della metodologia proposta risiede principalmente nel fatto che il costo di capitale dell’impianto fotovoltaico senza sistema anti-dumping è inferiore rispetto a quello di un impianto con sistema anti-dumping e ai sistemi di net metering convenzionali”, hanno spiegato i ricercatori.

In particolare, hanno utilizzato un misuratore di irraggiamento solare Fluke IRR1-SOL per misurare l’irraggiamento e la temperatura e l’analizzatore di rete Fluke 1378, comunemente utilizzato per le esigenze industriali in cui la corrente è da decine a centinaia di ampere. La modellazione viene eseguita in un foglio di calcolo Excel sull’energia mensile generata dall’impianto fotovoltaico per 25 anni, tenendo conto delle perdite di efficienza dei moduli fotovoltaici.

“Nella fase di analisi dell’autoconsumo fotovoltaico, vengono calcolati l’energia generata, le emissioni di CO2 evitate, la domanda di energia dalla rete elettrica, il tasso di autoconsumo e l’autosufficienza”, sottolineano gli accademici. “Inoltre, nell’ultima fase, viene effettuata un’analisi della fattibilità economica dell’impianto, utilizzando il metodo del valore attuale netto (VAN), il tasso di ritorno dell’investimento (TIR) e il tempo di ammortamento (PBT) come indicatori per il caso di studio”.

Il team ha testato l’approccio attraverso un caso di studio nella provincia di San Cristóbal, nella parte meridionale del Paese. L’analisi ha preso in considerazione una famiglia composta da due adulti e tre bambini e l’installazione di un impianto fotovoltaico da 1 kW con un angolo di inclinazione di 20 gradi, con una produzione annua di energia stimata in 1.578,5 kWh dal calcolatore PVwatts.

Poiché il metodo proposto mira a identificare la massima potenza in corrente alternata che un pannello fotovoltaico può produrre in base alle misurazioni dell’irraggiamento in un determinato giorno, gli studiosi hanno proposto un fattore di correzione per stimare la massima potenza di uscita durante l’anno. “In questo caso, il fattore di correzione è stato 1,044, con il quale la potenza massima in uscita nell’anno è risultata di 131,5 W su 150 W”, hanno specificato.

Hanno anche scoperto che il sistema da 1 kW senza antidumping era redditizio, con un BPT di 4,57 anni, un IRR del 23,4% e un tasso di autosufficienza (SSR) stimato al 5,0%. “L’implementazione di questo tipo di autoconsumo non è praticabile per i clienti con un consumo inferiore a 252 kWh/mese”, hanno avvertito, notando che la famiglia selezionata aveva una domanda media di 394 kWh/mese.

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