Il supporto fotovoltaico è un dispositivo di sostegno progettato per posizionare, installare e fissare i moduli fotovoltaici in un impianto fotovoltaico. La scelta del supporto fotovoltaico influenzerà la produzione di energia, il costo del terreno e il costo della centrale fotovoltaica, incidendo quindi sull'economia dell'impianto fotovoltaico. Questo articolo presenta una breve introduzione alle forme comuni di supporti fotovoltaici, ne confronta le caratteristiche e introduce anche alcune forme meno frequentemente menzionate di supporti.

Supporto fisso

Il supporto fisso è un supporto fotovoltaico con un angolo fisso. Nella progettazione di impianti fotovoltaici a terra, si utilizzano solitamente PVSyst e altri software per calcolare l'angolo di inclinazione dei moduli fotovoltaici, al fine di ottenere la massima quantità di irradiazione solare annuale come angolo di inclinazione ottimale per l'installazione. Se il terreno del progetto è limitato, si può anche adottare come obiettivo l'ottimizzazione economica, mirando a ottimizzare l'angolo di inclinazione e la distanza tra la parte anteriore e quella posteriore della stringa. Nei progetti fotovoltaici in montagna, poiché la pendenza delle montagne è più marcata e i gruppi di moduli possono essere più dispersi, il supporto fisso con ingombro ridotto, minor consumo di manodopera e tasso di guasti inferiore presenta vantaggi rispetto ad altri tipi di supporti. Per gli impianti fotovoltaici distribuiti su tetti, a causa delle difficoltà di gestione e manutenzione e della superficie limitata, la maggior parte degli impianti utilizza prevalentemente supporti fissi o modalità a tegola.

Staffa regolabile con inclinazione fissa

L'angolo di altezza del sole cambia con le stagioni, e il supporto fisso solitamente ottimizza la produzione energetica annuale, senza poter essere regolato in base alle stagioni. L'angolo di inclinazione del supporto fisso regolabile può essere modificato un numero limitato di volte, in base alla massima quantità di irradiazione solare ricevuta dal modulo fotovoltaico in diversi periodi temporali; di norma, questa regolazione avviene esclusivamente manualmente oppure con l'ausilio di strumenti meccanici. Il supporto fisso regolabile è limitato dai costi di manodopera ed è più comune effettuare due regolazioni all'anno, suddivise in angolo di inclinazione estivo e angolo di inclinazione invernale; il mese specifico per la regolazione va determinato in base alla quantità totale di irradiazione sulla superficie inclinata nei due angoli di installazione. I sistemi fotovoltaici che utilizzano supporti inclinabili regolabili occupano una superficie circa da 1,1 a 1,3 volte superiore rispetto ai supporti fissi. L'aumento annuale della produzione energetica del sistema fisso regolabile è di circa il 5% rispetto a quello del sistema con supporti fissi, e l'entità dell'incremento di generazione varierà in base alle condizioni limite, quali l'utilizzo del suolo.

Staffa di inseguimento monoassiale piatta

Un supporto a inseguimento monoassiale piano è una tipologia di supporto che può seguire la rotazione del sole attorno a un asse orizzontale, solitamente nella direzione nord-sud. L'intervallo comune dell'angolo di inseguimento è ±60°, e alcuni prodotti presentano un intervallo di angolo di inseguimento pari a ±45°. La superficie terrestre del sistema monoassiale piano è solitamente da 1,1 a 1,3 volte quella del sistema fisso; la produzione di energia aumenta dall'8% al 15%, mentre il prezzo aumenta dal 5% al 10%.

Staffa di inseguimento monoassiale inclinata

Un supporto a inseguimento monoassiale inclinato, in cui i moduli fotovoltaici ruotano attorno a un'asse inclinato per seguire il sole e ottenere una maggiore produzione di energia. L'ingombro del sistema monoassiale inclinato è solitamente da 2 a 4 volte superiore rispetto a quello fisso; la produzione di energia aumenta dal 15% al 20%, mentre il prezzo sale dal 10% al 15%.

Staffa di inseguimento a doppio asse

Il supporto di inseguimento a doppio asse può ruotare sia in direzione est-ovest che in direzione nord-sud per seguire l'azimut e l'altitudine dell'incidenza solare durante tutto il giorno. L'ingombro del sistema di inseguimento a due assi è solitamente da 2 a 4 volte superiore rispetto a quello del sistema fisso; la produzione di energia aumenta dal 25% al 30%, mentre il prezzo sale di oltre il 60%. Tuttavia, il sistema di inseguimento a due assi è più complesso, pertanto presenta una struttura meccanica più articolata e una stabilità operativa generalmente inferiore.

Supporto flessibile

Il supporto flessibile fotovoltaico è una sorta di struttura di sostegno per moduli fotovoltaici a grande luce, costituita da una struttura di cavi flessibili precompressi; la luce della struttura di cavi è solitamente compresa tra 20 e 40 metri, arrivando fino a 100 metri. Allo stesso tempo, i componenti possono essere posizionati da 2 a 30 metri al di sopra del suolo, offrendo un'ampia altezza libera sotto i componenti e vantaggi in termini di disposizione delle fondazioni a pali. I moduli fotovoltaici montati su supporti flessibili sono generalmente installati con un angolo di inclinazione ridotto; solitamente, un angolo compreso tra 10° e 15° risulta appropriato. Attualmente, la capacità effettiva dei progetti commerciali di supporti flessibili è solitamente compresa entro il massimo numero di megawatt, e non esistono ancora progetti di applicazione su larga scala.

Il supporto flessibile è applicabile principalmente a scenari quali progetti in montagna con pendenze elevate (superiori a 35°), progetti di pesca e impianti complementari leggeri con requisiti di altezza libera elevati. Anche gli impianti di trattamento delle acque reflue, i parcheggi e altri impianti fotovoltaici distribuiti con esigenze spaziali relativamente elevate presentano grandi prospettive di applicazione.

Tra le forme comuni di supporto sopra menzionate, il supporto fisso regolabile e il supporto a inseguimento sono più adatti alle aree con una forte irradiazione diretta. In alcune zone a bassa latitudine del nostro paese, grazie al vantaggio dei prezzi dell'energia elettrica, i sostegni a inseguimento presentano anche prestazioni superiori rispetto ai sostegni fissi. La scelta del tipo di supporto più adatto in diverse regioni va effettuata analizzando caso per caso, in base ai diversi progetti. Tuttavia, attualmente, in base alla realizzazione e all'esercizio effettivi dei progetti nazionali, i grandi impianti su larga scala si prestano maggiormente a soluzioni di supporto fisso, mentre gli altri tipi di supporto vengono utilizzati meno nei grandi impianti per varie ragioni.

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