Progettazione fotovoltaico: tutto quello che devi sapere

La buona progettazione di un impianto fotovoltaico è la chiave per ottenere il massimo dal tuo investimento, in termini di efficienza, risparmio energetico e ottimizzazione delle risorse.

Se ci pensi bene, già nel termine “progettazione” è compreso un importantissimo concetto: quello di previsione e analisi.

Il termine “progettare”, infatti, viene dal francese “projeter”, che deriva a sua volta è dal latino tardo “proiectare”, cioè “gettare avanti” e contiene già, nella sua etimologia, tutto quello che esploreremo in questo articolo: le fasi che precedono l’installazione e la messa in funzione di un impianto fotovoltaico.

Insomma, nei paragrafi che stai per leggere troverai tutte le informazioni fondamentali per progettare un impianto fotovoltaico: dall’analisi del fabbisogno energetico, al corretto dimensionamento dell’impianto, dall’iter autorizzativo per procedere con l’installazione sul tetto al collaudo e messa in servizio dell’impianto, esploreremo insieme, con chiarezza e semplicità, tutte le tappe di un percorso che, se seguito secondo le linee tracciate, ti condurrà senza dubbio alla massima efficienza energetica e alla massima soddisfazione economica.

Come progettare un impianto fotovoltaico in 4 fasi

Progettare un impianto fotovoltaico, sempre tornando all’etimo tardo latino del termine, vuol dire conoscere quanta energia dovrà produrre, quali componenti dovranno essere impiegati per ottenere una determinata potenza, quali vincoli, limiti, ostacoli possono presentarsi all’atto dell’installazione.

In altre parole, la fase di progettazione fotovoltaico va di pari passo con quella di analisi.

Si tratta di un processo abbastanza articolato, che abbiamo diviso in 4 fasi, che si seguito analizzeremo nel dettaglio:

• Fase 1: la valutazione preliminare, ossia l’analisi di quanta energia hai bisogno e quali sono le caratteristiche del sito di installazione (irraggiamento, esposizione, inclinazione ed estensione del tetto. 
• Fase 2: corretto dimensionamento dell’impianto, scelta del componenti e sviluppo del layout dell’impianto.
• Fase 3: verifica dei permessi necessari per l’installazione dell’impianto fotovoltaico 
• Fase 4: installazione dei componenti e messa in funzione dell’impianto

Quanto costa la progettazione di un impianto fotovoltaico?

Il costo di un progetto fotovoltaico varia in base a diversi fattori, tra cui la potenza dell’impianto, la complessità del progetto e la zona di installazione. In generale, si può stimare un costo compreso tra i 500 e i 1.500 euro. Il tutto viene generalmente inserito all’interno del costo complessivo dell’impianto fotovoltaico, che comprende progettazione, componenti, installazione, messa in funzione e talvolta anche eventuale manutenzione e assistenza.

Puoi approfondire, leggendo il nostro articolo, completo e dettagliato, dedicato ai preventivi dell’impianto fotovoltaico.

Progettazione impianto fotovoltaico: la valutazione preliminare

Perché installi un impianto fotovoltaico?

La risposta è semplice: vuoi utilizzare energia rinnovabile, avendo minore impatto sull’ambiente e sulle tue finanze.

Per raggiungere questi obiettivi è fondamentale che il tuo impianto sia correttamente dimensionato, cioè che la sua potenza sia proporzionata ai tuoi consumi.

In altre parole, un primo step per la corretta progettazione di un impianto fotovoltaico è avere un’idea quanto più precisa possibile dei kWh che consumi in un anno.

Come fare per ottenere questo dato?

Puoi semplicemente sommare i consumi energetici delle tue bollette della luce degli ultimi 12 mesi.

Se l’operazione dovesse risultare un po’ noiosa, puoi utilizzare un simulatore online per il calcolo del consumo elettrico: ti basterà inserire pochi semplici dati, come il numero di abitanti della casa, la tipologia di elettrodomestici adoperati e il numero di ore al giorno di utilizzo.

Tuttavia, conoscere il consumo non è un dato di per sé sufficiente a dimensionare correttamente un impianto fotovoltaico, poiché oltre prendere in considerazione il tuo fabbisogno energetico, bisogna valutare anche altri aspetti, che potremmo definire “esterni”.

Si tratta, cioè, di valurare quei dati che riguardano il sito di installazione: la posizione geografica e le caratteristiche del tetto.

Irraggiamento, orientamento del tetto, inclinazione ed altri dati importanti nel fase preliminare di progettazione

Perché valutare la posizione geografica?

La risposta è in queste due parole: irraggiamento solare.

Devi, infatti, sapere, che se installi 1 kWp di fotovoltaico a Palermo e a Milano la produzione di energia elettrica sarà differente, poiché a cambiare tra le due città è proprio l’irraggiamento solare, ossia la quantità di luce che colpisce in un dato tempo una determinata superficie.

L’irraggiamento solare cambia in base alla latitudine e condiziona direttamente la produttività del tuo impianto fotovoltaico: mediamente si considera come dato convenzionale la produzione di 1300 kWh di energia per 1 kWp di fotovoltaico. 

Si tratta, però di un dato che è una media tra i diversi valori di irraggiamento raggiunti nelle diverse località italiane. 

Per darti un termine di confronto, considera che a Milano raggiunge i 1300 kWh annui e a Palermo circa 2000 kWh.

Abbiamo ricavato questi dati, leggendo le mappe fornite dall’Atlante della Radiazione Solare messe a disposizione da ENEA.

Dunque, ora sai che se il tuo fabbisogno energetico raggiunge un certo quantitativo di energia, dovrai valutare anche l’irraggiamento fotovoltaico della tua zona geografica, per avere idea di quanto mediamente produrrà il tuo impianto in un anno.

Ma non finisce qui!

Nella fase preliminare della progettazione dell’impianto fotovoltaico, sono dati cruciali anche l’orientamento e l’inclinazione del tetto.

Sono considerate condizioni ideali un tetto orientato a Sud e un’inclinazione compresa tra 30 e 45 gradi.

Tuttavia, è importante considerare anche le condizioni climatiche locali e l’ombreggiamento causato da edifici o alberi vicini. I

n alcune zone, un orientamento leggermente ad est o ad ovest può essere più vantaggioso, soprattutto se l’irraggiamento solare è più intenso durante le prime o le ultime ore del giorno.

Dulcis in fundo, non dimenticare di valutare l’ampiezza del tetto: ora che sai quanto può potenzialmente produrre 1 kWp nella tua zona e quanti kWh di occorrono per soddisfare il tuo fabbisogno, devi considerare lo spazio disponibile: calcola mediamente dai 5 ai 7 mq per ogni kW di fotovoltaico installato, in base alla tipologia di pannelli scelti.

Fase 2 progettazione impianto fotovoltaico: Dimensionamento, componenti e elaborazione del Layout

In questa fase, quindi, conoscerai già tre dati:

• quanta energia ti occorre per soddisfare le tue esigenze energetiche
• quanto spazio hai sul tetto
• quanta energia può teoricamente produrre 1 kWp di fotovoltaico installato sul tetto di casa tua.

Da questa informazioni, si procede verso lo step successivo: il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico.

In realtà, non l’abbiamo fatta molto semplice, ma le variabili da considerare sono diverse, se si desidera scegliere con accuratezza sia la potenza dell’impianto, che tutti i componenti che contribuiranno allo scopo.

I professionisti del settore adoperano software di analisi e calcolo che permettono di mettere in relazione tra loro tutte le variabili, al fine di ottenere soluzioni estremamente precise e dettagliate, a misura di cliente.

Più avanti troverai, a scopo puramente informativo, un breve paragrafo dedicato a questi sofware.

In questo momento, ci interessa farti arrivare un concetto fondamentale: il dimensionamento è un’operazione delicata e cruciale per essere sicuri di installare un impianto fotovoltaico efficiente e capace di soddisfare appieno le esigenze dell’utente: un impianto troppo piccolo, ad esempio, ti costringerebbe ad attingere continuamente dalla rete elettrica, vanificando di fatto gli sforzi economici sostenuti per l’installazione.

D’altro canto, installare un impianto troppo grande e potente per le tue esigenze, ti costringerebbe a sostenere un investimento importante, da cui non trarresti effettivo beneficio.

Il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico è il punto esatto in cui si incrociano le esigenze energetiche del consumatore, le effettive condizioni geografiche, le caratteristiche dell’abitazione e il budget.

Anche il budget, infatti, condiziona sia il dimensionamento, che la qualità e tipologia di componenti scelti, come ti spieghiamo nel prossimo paragrafo.

La scelta dei componenti dell’impianto fotovoltaico

Nell’ambito del progetto fotovoltaico, scegliere i componenti giusti è fondamentale per ottenere un impianto efficiente, duraturo e che massimizzi il risparmio.

I componenti da scegliere sono questi 6:

• Moduli fotovoltaici

Sono loro che catturano la luce del sole e la trasformano in preziosa elettricità. Esistono diverse tecnologie, ognuna con i suoi pregi e difetti: silicio monocristallino, policristallino, amorfo, ibridi. La scelta dipende da fattori come il budget, l’efficienza desiderata, le condizioni climatiche e l’estetica.

• Inverter

ossiamo definirlo il “direttore d’orchestra” dell’impianto, converte la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata compatibile con le nostre case e la rete elettrica. 

Scegliere un inverter di potenza adeguata al tuo fabbisogno e con un’alta efficienza energetica è importante per minimizzare le perdite.

• Struttura di supporto

Deve essere robusta, resistente alle intemperie e in grado di sopportare il peso dei pannelli e le sollecitazioni del vento. 

Anche in questo caso, non puoi scegliere in base al gusto personale: la scelta dipende dal tipo di tetto, dal materiale di copertura e dalle normative locali.

• Cablaggi e connettori

I fili che collegano i componenti tra loro, creando la rete elettrica dell’impianto. Devono essere di alta qualità, resistenti alle intemperie e dimensionati correttamente per evitare perdite di potenza.

• Sistemi di monitoraggio

Permettono di monitorare le prestazioni in tempo reale, individuare eventuali malfunzionamenti e ottimizzare la produzione. Esistono diverse soluzioni, da semplici schermi LCD a sofisticati sistemi online. Anche in questo caso, dovrai riflettere bene sul budget che vuoi investire e sulle tue reali esigenze.

• Batterie (opzionali)

Se vuoi essere autosufficiente al massimo e sfruttare tutta l’energia prodotta dal tuo impianto, puoi dotarti di un sistema di accumulo. Si tratta di batterie che immagazzinano l’elettricità prodotta in eccesso per utilizzarla quando il sole non c’è.

Si tratta di una scelta deve essere accuratissima, perché dipende da diverse variabili, tra cui fabbisogno energetico, budget e dalle abitudini di consumo.

Ma come scegliere i componenti giusti?

Ovviamente non esiste una ricetta universale, la scelta dipende da diversi fattori:

• Fabbisogno energetico: quanto consuma la tua casa? Come abbiamo appena visto, questa è la prima domanda da porsi per dimensionare correttamente l’impianto e scegliere i componenti adeguati.
• Budget: quanto sei disposto a investire? I componenti di alta qualità hanno un costo maggiore, ma garantiscono prestazioni migliori e una maggiore durata nel tempo.
• Condizioni climatiche: se vivi in una zona con clima estremo, le soluzioni mirano all’acquisto di componenti resistenti a temperature elevate, neve o forti venti. E questo, come puoi immaginare, ha impatto sui costi inziali.
• Tipologia di tetto: la struttura del tetto e il materiale di copertura influenzano la scelta della struttura di supporto e del sistema di fissaggio.
• Estetica: I moduli fotovoltaici sono disponibili in diverse forme e colori. 

Potresti scegliere quelli che meglio si integrano con l’architettura della tua casa.

Come vedi, la faccenda non è così semplice e lineare.

Il consiglio è quello di affidarti a un installatore esperto e certificato che saprà consigliarti i componenti più adatti alle tue esigenze e che si occuperà di tutta la fase di progettazione, installazione e manutenzione dell’impianto.

Elaborazione del layout dell’impianto

Qui entriamo negli aspetti un po’ più tecnici. 

Un impianto fotovoltaico ben progettato non si limita alla scelta dei componenti migliori. Per massimizzare la produzione di energia e sfruttare al meglio lo spazio disponibile, è fondamentale anche la corretta ottimizzazione del layout dell’impianto, ovvero la disposizione dei moduli fotovoltaici.

Perché è importante un layout ottimale?

Un layout mal concepito può comportare una perdita di produzione energetica fino al 15-20%, vanificando parte degli investimenti fatti. Le cause principali di queste perdite sono:

• Auto-ombreggiamento: se i moduli fotovoltaici si ombreggiano a vicenda, la loro capacità di generare energia diminuisce. Questo può accadere se le file di moduli sono troppo vicine tra loro o se l’inclinazione dei moduli non è corretta rispetto all’orientamento del sole.
• Ombreggiamenti esterni: alberi, edifici o altri ostacoli vicini possono creare zone d’ombra che riducono la produzione energetica dei moduli.

Come si progetta un layout ottimale?

La progettazione di un layout ottimale richiede un’attenta analisi di diversi fattori:

• Fabbisogno energetico: anche in questo caso, è la prima domanda da porsi per dimensionare correttamente l’impianto e scegliere il layout più adatto.
• Condizioni climatiche: in base al clima, è importante posizionare i moduli in modo da minimizzare l’esposizione a temperature elevate, neve o forti venti.
• Tipologia di tetto o terreno: la tipologia di tetto su cui verrà installato l’impianto influenza la scelta del layout e del sistema di fissaggio.
• Ombreggiamenti: È necessario identificare e valutare eventuali ombreggiamenti causati da ostacoli vicini, come alberi o edifici.

I software professionali aiutano moltissimo nella progettazione del layout di un impianto fotovoltaico, poichè permettono calcoli accurati, che forniscono dati preziosi, come:

• la simulazione dell’andamento del sole nel corso dell’anno e identificare le zone d’ombra.
• diverse configurazioni di layout, in modo da poter scegliere quella che ottimizza la produzione energetica.
• le prestazioni attese dell’impianto.

Fase 3 progettazione fotovoltaico: le autorizzazioni

Realizzare un progetto fotovoltaico richiede la presentazione di diverse richieste per ottenere le autorizzazioni necessarie:: un processo fondamentale per il rispetto delle normative vigenti e per la sicurezza dell’impianto.

Prima di procedere all’installazione dell’impianto è fondamentale accertarsi che non siano presenti vincoli paesaggistici.

Infatti, se vivi in una zona sottoposta a vincolo paesaggistico, l’installazione di pannelli solari potrebbe non essere libera, poiché, come sai, l’Italia, con tutte le sue bellezze monumentali e paesaggistiche, tende a preservare l’estetica del territorio, evitando che impianti fotovoltaici mal posizionati o di dimensioni eccessive rovinino il panorama.

Cosa fare se la tua casa si trova in un’area vincolata?

In tal caso è necessario richiedere l’Autorizzazione Paesaggistica, cioè affrontare un iter burocratico più complesso che richiede la presentazione di alcuni documenti per via telematica.

Il decreto 42/04 semplifica l’iter per l’autorizzazione, imponendo un termine di 60 giorni da parte dell’ente per fornire la risposta.

La procedura per l’iter autorizzativo di un impianto fotovoltaico

La realizzazione di un impianto fotovoltaico è considerata un’opera di manutenzione ordinaria, e quindi rientra nell’edilizia libera. 

In altre parole: non hai bisogno di Permesso di Costruire dal Comune.

Tuttavia, le procedure cambiano a seconda della potenza dell’ impianto e della sua ubicazione.

Per gli Impianti fino a 20 kW

• Procedura Abilitativa Semplificata (PAS): rchiede una relazione tecnica dettagliata, un progetto ben strutturato e la firma di un professionista esperto. 

• Impianti oltre i 20 kW: in tal caso l’avventura burocratica è più complessa. L’Autorizzazione Unica (AU) per il fotovoltaico richiesta preved  diverse autorizzazioni da collezionare e vari enti da coinvolgere. 

Indipendentemente dalla potenza del tuo impianto, in alcune regioni occorre la Segnalazione Certificata di Inizio Attività (SCIA): presentandola al Comune, puoi dare subito il via ai lavori senza attendere l’approvazione. Ma attenzione: il Comune potrà, in ogni caso, effettuare i suoi controlli controlli a posteriori.

Ma quanto costa la SCIA?

Si tratta di una spesa variabile, che dipende dal Comune e dalla complessità dei lavori. In generale, metti in conto un esborso tra i 500 e i 1.000 euro. 

Esistono, tuttavia alcuni casi particolari, in cui potrebbe essere necessario il Permesso di costruire, che prevede la presentazione al comune di un progetto scritto e firmato da un professionista.

Ad esempio, in caso di ristrutturazioni edilizie o nuove strutture: se l’installazione dell’impianto fotovoltaico si intreccia con questi lavori, preparati a richiedere il Permesso di Costruire.

Fase 4 progettazione impianto fotovoltaico: Realizzazione, collaudo e messa in funzione dell’impianto

Siamo partiti dai tuoi consumi energetici, siamo passati attraverso le diverse variabili da tenere in consdiderazione, abbiamo compreso quali componenti scegliere per “comporre” questo impianto fotovoltaico perfetto per le tue esigenze.

Abbiamo, infine, verificato che non esistessero vincoli e che fosse rispettato l’iter burocratico per procedere all’installazione.

Siamo, dunque, giunti al momento clou dell’installazione del tuo impianto fotovoltaico: quello in cui finalmente lo mettiamo in funzione!

Nel momento in cui tutti i componenti sono stati scelti, l’azienda installatrice provvederà, nei giorni concordati e all’interno di tempistiche prestabilite, a raggiungere il sito di installazione e procedere al montaggio dei componenti.

Si tratterà, quindi, di posizionare i moduli fotovoltaici sul tetto o sulla struttura di supporto, seguendo il layout del progetto e le normative vigenti. Parallelamente, saranno installati gli inverter, i quadri elettrici e gli altri componenti del sistema, assicurando connessioni elettriche sicure e a regola d’arte.

Il Collaudo dell’impianto fotovoltaico

Una volta completata l’installazione, si procede con il collaudo dell’impianto, un’operazione fondamentale per verificarne il corretto funzionamento e la sicurezza. Il collaudo consiste in una serie di test e verifiche che includono:

• il controllo delle connessioni elettriche: per garantire l’assenza di dispersioni o malfunzionamenti.
• la verifica della messa a terra: per proteggere l’impianto da scariche atmosferiche.
• il test di funzionamento dei moduli fotovoltaici: per valutare le loro prestazioni e la produzione di energia.
• il controllo dell’inverter: per assicurarne la corretta conversione dell’energia continua in alternata.
• il monitoraggio del sistema: per verificare l’andamento della produzione di energia e l’efficienza complessiva dell’impianto.

Il lavoro dei progettisti fotovoltaici: cosa sono i software di progettazione fotovoltaico

Come abbiamo visto finora, progettare un impianto fotovoltaico richiede una serie di passaggi successivi, che si avvalgono di calcoli talvolta complessi, di proiezioni i simulazioni, con l’obiettivo di ottenere dati precisi su dimensionamento, produttività dell’impianto ed eventuali cricità da risolvere al momento dell’installazione.

Per tutte queste ragioni, si tratta di analisi che non potrai fare da solo: dovrai sempre avvalerti della consulenza di un professionista, capace di utilizzare, oltre alle proprie competenze, una serie di strumenti di analisi e progettazione.

I progettisti fotovoltaici, infatti, non elaborano questi calcoli da soli, ma si avvalgono di complessi software di analisi, che riescono a: 

• Calcolare l’irraggiamento l’ombreggiamento:

I software di analisi calcolano l’irraggiamento solare sulla base di diversi modelli, tenendo conto di fattori come la posizione geografica, l’orientamento del tetto e la presenza di ostacoli. Questo permette di stimare con precisione la produzione di energia potenziale dell’impianto. Inoltre, valutano l’ombreggiamento causato da edifici, alberi o altri elementi, permettendo di ottimizzare il posizionamento dei moduli fotovoltaici per massimizzare l’efficienza.

• Progettare in 2D e 3D:

I software di analisi permettono di progettare l’impianto fotovoltaico in dettaglio, sia in 2D che in 3D. Pensa che è possibile partire da zero, da un file DWG/DXF, da un’immagine di sfondo o da un modello BIM IFC, definendo la disposizione dei moduli, gli elementi di supporto e gli eventuali ostacoli, garantendo un layout ottimale.

• Stabilire il dimensionamento di tutti i componenti:

I software di analisi guidano nella progettazione e dimensionamento di tutti i componenti dell’impianto fotovoltaico, dai moduli fotovoltaici agli inverter, alle batterie, ai quadri elettrici e ai cavi. .

• Personalizzare le connessioni:

Il software calcola automaticamente le connessioni delle stringhe di moduli, ma permette anche di personalizzarle per ottimizzare le prestazioni dell’impianto.

• Ottenere un’analisi economica:

I software di analisi permettono di effettuare un’analisi economica completa dell’impianto, tenendo conto di costi di realizzazione, incentivi, regime fiscale, tariffe energetiche e perdita di efficienza nel tempo. 

• Confrontre divese simulazioni per scegliere la soluzione migliore

È possibile confrontare diverse simulazioni di impianti, sia per valutare l’impatto di diverse configurazioni che per analizzare diverse opzioni di investimento.

• Disporre di dati provenienti da archivi interni:

I software di analisi dispongono di archivi interni costantemente aggiornati con dati su moduli fotovoltaici, inverter, batterie, tariffe energetiche e profili di consumo. Questo permette di avere sempre a disposizione le informazioni necessarie per progettare e valutare gli impianti in modo accurato.

Da questa breve panoramica sarà chiaro per te che la soluzione migliore per rendere davvero proficuo il tuo investimento è affidarti a professionisti qualificati, capaci di utilizzare con padronanza e competenza questi strumenti. 

Ricorda che non è solo l’accesso ai dati a rendere la loro competenza così importante: la capacità di metterli in relazione e contestualizzarli nell’ambito della tua specifica situazione sono i veri valori aggiunti.

Anche qualora tu fossi capace di adoperare autonomamente questi strumenti, saresti in grado in interpretare le informazioni ottenute, ricavandone la soluzione migliore per le tue esigenze? 

A meno che tu non sia un progettista fotovoltaico, la risposta probabilmente è “No”. 

Per questo, dopo aver reperito tutte le informazioni che ti permettono di avere un quadro chiaro della situazione, rivolgiti a professionisti seri e affidabili. 

Chi è il progettista fotovoltaico? Competenze, qualifiche e professionalità di colui che si occuperà di progettare l’impianto fotovoltaico

Al centro del processo di progettazione impianto fotovolatico, troviamo la figura del progettista fotovoltaico, un professionista altamente qualificato che assume un ruolo chiave nel delineare le caratteristiche tecniche dell’impianto e nel garantirne l’efficienza, la sicurezza e la conformità alle normative vigenti.

Come si diventa progettista fotovoltaico

Per diventare un progettista fotovoltaico è necessario un percorso formativo solido che di solito parte da una Laurea in Ingegneria Elettrica, Energetica o Ambientale, a cui si seguono master specialistici e corsi di aggiornamento professionale. 

Oltre alle competenze accademoiche, un progettista fotovoltaico di successo possiede un bagaglio di conoscenze che spazia dall’analisi del fabbisogno energetico del cliente alle normative tecniche e di sicurezza, passando per la valutazione dell’irraggiamento solare, la scelta dei componenti e la progettazione del dimensionamento dell’impianto. 

Ma le sue capacità non si limitano all’aspetto tecnico: un bravo professionista dovrebbe possedere anche doti di comunicazione e problem solving per interagire con i clienti, le aziende installatrici e gli enti preposti alle autorizzazioni.

Non basta solo il progettista: l’importanza di un team di esperti

La realizzazione di un impianto fotovoltaico completo richiede la collaborazione di un team di professionisti qualificati che lavorino in sinergia. Oltre al progettista, figure chiave sono l’installatore, esperto nel montaggio fisico dei componenti, e il manutentore, che si occupa della verifica periodica del corretto funzionamento dell’impianto. La scelta di un team affidabile e competente è fondamentale per garantire un lavoro a regola d’arte e la massima resa dell’impianto fotovoltaico.

Non affidarti al prima che capita: scegli la professionalità per il tuo impianto fotovoltaico

Ora che conosci tutti gli aspetti della progettazione impianto fotovoltaico, avrai capito che improvvisare non è sicuramente la scelta giusta!

Affidati sempre a professionisti esperti e competenti, per essere sicuro di ottenere il massimo in termini di efficienza e risparmio.

Se hai bisogno di una consulenza personalizzata, noi saremo più che felici di supportarti e guidarti alla scelta della soluzione più ideonea alle tue esigenze.