Fotovoltaico industriale e solar tracker per sfruttare al meglio la radiazione disponibile

Nel fotovoltaico industriale, la struttura su cui vengono montati i pannelli ha un ruolo determinante nella ricerca della massima produzione energetica. In tal senso, e in particolare se si tratta di un impianto fotovoltaico a terra di grandi dimensioni, è utile parlare di solar tracker. Cosa sono? Sistemi meccanici ed elettronici che modificano l’orientamento dei moduli durante la giornata seguendo il movimento apparente del Sole.

Cos’è un solar tracker

I solar tracker sono dispositivi che inseguono il sole, sono sistemi meccanici ed elettronici, e quello che pare essere un semplice movimento meccanico è generato da un sistema integrato costituito da una struttura metallica, motori, riduttori, sistemi di controllo, software, sensori e algoritmi di inseguimento solare.

Un solar tracker ha l’obiettivo di mantenere la superficie del modulo il più possibile perpendicolare ai raggi solari, riducendo l’angolo di incidenza e massimizzando l’energia catturata per ogni metro quadro di superficie installata. Questo perché la produzione di energia da fotovoltaico industriale è ottimale quando la radiazione solare raggiunge la sua superficie con un angolo favorevole, massima quando i raggi solari colpiscono perpendicolarmente la superficie dei pannelli con un angolo di 90° perpendicolare. Diversamente una struttura fissa non opera in base alla posizione del Sole nel cielo, i moduli sono statici. Un solar tracker sfrutta invece al meglio la radiazione disponibile.

I vantaggi principali dei solar tracker:

• aumento della produzione, incrementano l’energia generata dal 15% al 30% rispetto a una struttura fissa;
• curva di produzione lineare, evitano il “picco di mezzogiorno”, producono tanta energia sia la mattina presto che nel tardo pomeriggio;
• maggiore efficienza dei bifacciali difatti se abbinati a questo tipo di moduli i solar tracker ottimizzano anche la cattura della luce riflessa dal terreno (albedo).

Alcuni svantaggi dei solar tracker da gestire:

• costi iniziali più alti, l’investimento per la struttura e l’elettronica è superiore rispetto ai sistemi fissi;
• manutenzione continua, in quanto sono presenti parti meccaniche in movimento (motori, ralle, attuatori);
• sono più vulnerabili al forte vento e necessitano di sistemi automatici di sicurezza per mettersi in posizione flat (orizzontale) in caso di tempesta.

Solar tracker monoassiale e biassiale

Esistono due categorie principali di solar tracker: monoassiale e biassiale. 

Il tracker monoassiale (single-axis tracker) che ruota su un singolo asse orizzontale, è il più diffuso negli impianti fotovoltaici industriali, perché offre un buon compromesso tra incremento della produzione, costo, complessità e affidabilità. In questa configurazione le file di moduli sono normalmente disposte lungo un asse orientato approssimativamente Nord-Sud. Durante la giornata il sistema ruota i moduli da Est verso Ovest, seguendo il percorso del Sole.

Il tracker biassiale aggiunge un secondo asse di rotazione, quello zenitale, che permette di inseguire il sole anche nella sua variazione stagionale di altezza sull’orizzonte. È una soluzione più complessa dal punto di vista meccanico, e di conseguenza più costosa da installare e da mantenere.

La presenza di un solar tracker cambia il profilo di produzione anche della giornata

Un impianto fisso ha un picco di produzione concentrato nelle ore centrali, quando il sole è più vicino alla perpendicolare rispetto ai moduli. Nelle prime ore del mattino e nel tardo pomeriggio, l’angolo di incidenza sfavorevole riduce sensibilmente la produzione. Un impianto con solar tracker mantiene una curva di produzione più piatta e prolungata. Inizia a produrre quantità notevoli di energia già dal primo mattino e continua fino al tramonto.

Quando ha più senso installare un tracker in un impianto industriale

I solar tracker sono una tecnologia pensata in particolare per gli impianti fotovoltaici a terra di taglia medio-grande, dove il differenziale di produzione rispetto a una struttura fissa giustifica l’investimento aggiuntivo necessario per la componente meccanica e motorizzata, oltre ai maggiori costi di manutenzione legati alle parti in movimento.

L’extra-costo iniziale (CAPEX) e le spese di manutenzione (OPEX) vengono ammortizzati grazie alle economie di scala di grandi impianti. Inoltre, nei parchi solari a terra, lo spazio tra i filari permette il movimento delle strutture e l’applicazione del backtracking senza perdite per ombreggiamento reciproco.

Non è invece una soluzione applicabile agli impianti su copertura industriale in relazione ai vincoli di spazio, di peso, e per la complessità di ancoraggio e installazione di strutture motorizzate su un tetto.

Cosa possiamo fare per te e la tua azienda

La valutazione dell’inserimento di solar tracker nell’ambito di un progetto dedicato alla realizzazione di un impianto fotovoltaico industriale deve essere effettuata da professionisti qualificati.

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