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Kilowatt e Kilowattora

 

kiloWatt e kiloWattora: non confondiamoli

Ai fini della scelta dell'impianto fotovoltaico più adatto alle nostre esigenze, è opportuno un breve approfondimento sui concetti di "kiloWatt" (abbreviato in kW) e "kiloWattora" (abbreviato in kWh).
La differenza nell'abbreviazione è solo una "h", e per questo talvolta si confondono, ma sono in realtà due grandezze diverse, la cui comprensione facilita la scelta dell'impianto o kit fotovoltaico adatto alle proprie esigenze.
Cercheremo pertanto di darne una rapida spiegazione, senza addentrarci troppo in dettagli tecnici.

il kiloWatt (kW)
E' un'unità di potenza: ad esempio esprimiamo in kW la potenza di un motore.
In ambito di fornitura elettrica, si stipula in "kiloWatt" (kW) il contratto che abbiamo con il fornitore di energia.
Se ad esempio abbiamo un contratto con Enel da 3 kiloWatt (kW), vuol dire che possiamo prelevare dalla rete una potenza istantanea fino a 3kW(con un certo margine, di solito fino a 3,3 kW) dopodiché il contatore stacca e restiamo al buio.
Evidenziamo il concetto "potenza istantanea", che potrà ad esempio essere la somma del consumo di 400W di un frigorifero, un televisore che consuma 100W, una lavatrice che consuma 1500W e un forno elettrico che consuma 1000W (totale 3000W= 3kW), tutti accesi contemporaneamente.
Se accendiamo un altro apparecchio superando la potenza a contratto, il teleruttore staccherà la corrente di casa.

In ambito fotovoltaico il kW (spesso indicato anche "kWp", cioè kiloWatt di picco) esprime la potenza massima erogata dai pannelli: dire ad esempio "impianto fotovoltaico da 3kW" vuol dire che i pannelli possono produrre fino a un massimo di 3kW di potenza istantanea.
Occorre a questo punto evidenziare che la potenza prodotta dai pannelli fotovoltaici non è costante, ma dipende da numerose variabili: l'insolazione, l'ora del giorno, la stagione, l'inclinazione dei pannelli rispetto al sole, l'orientamento, le ombreggiature.
La potenza nominale (kiloWatt di picco) viene erogata dai pannelli solo in condizioni ottimali, cioè con irraggiamento solare di 1000Watt/mq, Sole esattamente perpendicolare alla superficie dei pannelli, temperatura delle celle di 25°C. Queste condizioni si verificano raramente, e per questo motivo la potenza effettiva prodotta dai pannelli varia continuamente da 0 alla potenza nominale.
La curva tipica di produzione giornaliera (in giornata soleggiata) di un impianto fotovoltaico è la seguente:

N.B. Se la giornata è a tratti nuvolosa la curva sarà molto più irregolare

Nel grafico:
- La linea orizzontale rappresenta le ore della giornata
- L'altezza della curva rappresenta la "potenza istantanea" generata dai pannelli in quel momento, misurata in kW
-
L'area blu rappresenta l'energia prodotta dai pannelli nell'arco della giornata, misurata in kWh.


Il kiloWattora (kWh)
E' un'unità di energia: cioè esprime la potenza erogata in un certo lasso di tempo.
Per restare sull'esempio del motore, l'energia è ciò che viene prodotto dalla combustione del carburante, e che consente all'auto di percorrere un tragitto. Se il motore gira per un'ora erogando 50 kW, diremo che l'energia consumata nel tragitto è stata di 50 kiloWattora; se gira per 2 ore, l'energia consumata sarà 100 kWh, e così via.

In ambito di fornitura elettrica, i kWh (kWattora) sono l'energia che consumiamo, e rappresentano la quota variabile che paghiamo in bolletta (mentre la quota fissa è legata ai kW), e rappresentano pertanto il più importante parametro da conoscere per la scelta del kit solare che fa per noi.
Questo dato si trova indicato sulle bollette che riceviamo dal gestore, riferito a 1-2-3 mesi secondo il contratto di fornitura che abbiamo.

In particolare, è bene conoscere il consumo su base annua (kiloWattora all'anno), e possibilmente anche le variazioni stagionali.
Per ottenere il consumo annuale sommeremo i consumi riportati su un anno di bollette (12 bollette mensili, o 6 bimestrali o 4 trimestrali).
Il valore medio di consumo più comune per una famiglia di 3-4 persone è tra i 3000 e i 4000 kWattora all'anno, ma naturalmente potrà essere inferiore o superiore a seconda di quali elettrodomestici abbiamo e quanto li utilizziamo.

La produzione di un impianto fotovoltaico
Un impianto fotovoltaico di potenza nominale, diciamo ad esempio 1 kW, produce un certo numero di kWh (kWattora) in una giornata. Questo numero dipende da: località d'installazione, inclinazione del pannello sull'orizzontale, orientamento rispetto al Sud, irraggiamento solare, condizioni meteorologiche.
Per ogni località geografica esiste un valore statistico misurato che tiene conto di latitudine e condizioni meteorologiche medie della località d'installazione, ed esprime quanti kWattora l'impianto fotovoltaico produrrà mediamente in un anno.
In Italia, ad esempio, 1 kW di pannelli produce da 1100 (Nord Italia) a 1500 (Sud Italia) kWh (kWattora) all'anno.
Se scendiamo ad analizzare la produzione nel corso dell'anno, scopriremo che nel periodo invernale vengono prodotti meno kWh (circa la metà) rispetto ai kWh prodotti in Estate.
I valori di produzione giornaliera e mensile, per un impianto da c.a. 1 kW, sono così dettagliati:

La scelta dell'impianto fotovoltaico
Per quanto riguarda la scelta dell'impianto fotovoltaico più adatto alle nostre esigenze, è importante premettere che possiamo sceglierlo della potenza che preferiamo, indipendentemente dal consumo che abbiamo: i nostri criteri di scelta potranno ad esempio essere il budget economico a disposizione, oppure lo spazio disponibile per i pannelli, oppure il risparmio che vogliamo ottenere.
Naturalmente più lo sceglieremo in grado di generare un'energia (cioè un numero di kilowattora/anno) uguale a quello che è il nostro consumo annuo abituale, più andremo a risparmiare sulla bolletta.

Ad esempio, se il nostro consumo annuo è di 3000 kWh, ed installiamo un impianto fotovoltaico da 1 kW che produce 1129 kiloWattora/anno, pagheremo all'Enel (3000 - 1129) = 1871 kWh/anno.

Se vogliamo risparmiare di più, possiamo installare un impianto più potente: ad esempio con un impianto da 2 kW di potenza nominale che produce 2260 kWh/anno, in bolletta avanzano solo (3000-2260) = 740 kWh/anno.

Abbiamo quindi definito che ciò che ci interessa ai fini del risparmio è la produzione annua di kiloWattora dell'impianto, paragonata al nostro consumo annuo di kiloWattora

L'inverter
L'inverter è l'apparecchio che converte la corrente continua (24 o 48V) prodotta dai pannelli in corrente alternata 220V necessaria per gli apparecchi domestici.
In più, gli inverter in dotazione con i kit casa ad accumulo di energia hanno un'altra funzione: lo scambio da batterie a rete pubblica. Questa funzione consente di utilizzare la rete Enel come energia di scorta, da utilizzare solo quando le batterie sono scariche. Lo scambio avviene in pochi millisecondi, e quindi non dà problemi agli apparecchi alimentati.

La scelta della potenza dell'inverter
L'inverter va scelto di potenza uguale o superiore al consumo istantaneo massimo previsto, cioè alla somma delle potenze assorbite dagli apparecchi che possono trovarsi accesi contemporaneamente.
Immaginiamo ad esempio di avere la necessità di tenere accesi contemporaneamente un frigo che consuma 300W, un TV che consuma 100W e uno scaldabagno elettrico da 1500W. La somma delle potenze degli apparecchi da alimentare è 300 + 100 + 1500 = 1900W, e in tal caso sarebbe sufficiente un inverter da 2000W (=2kW). Se però dovessimo a questo punto accendere un forno a microonde senza spegnere lo scaldabagno, l'impianto staccherebbe la corrente, quindi forse è meglio scegliere un inverter da 3000W.

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N.B. le taglie di impianto da noi proposte nel catalogo on-line non sono le uniche configurazioni possibili, ma l'impianto può essere personalizzato sulle esigenze specifiche dell'utente.


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