Come ottimizzare l'installazione di pannelli solari sul tetto? Ci pensa il programma Solar System

Come ottimizzare l'installazione di pannelli solari sul tetto? Ci pensa il programma Solar System

Uno dei principali freni alla diffusione degli impianti fotovoltaici risiede nei costi e nell'esigenza di ottimizzare l'operazione di installazione dei pannelli solari sugli edifici urbani. Esiste poi una problematica di tipo più tecnico riguardante il posizionamento degli impianti e dunque anche il loro effettivo risparmio energetico, che deve essere garantito nel lungo termine.

Per questo scienziati, ingegneri e studiosi di caratura internazionale sono al lavoro per diffondere in maniera chiara ed esauriente informazioni circa l'utilizzo del fotovoltaico, mettendone in luce possibilità, vantaggi e rischi. Solo una maggiore consapevolezza può guidare aziende e privati cittadini nella scelta di forme di energia alternative e sostenibili.

Il progetto

È una delle ultime novità provenienti dagli ambienti accademici d'eccellenza americani, ma presto potrebbe diventare uno strumento altrettanto efficace nel resto del mondo: si chiama Solar System ed è un programma informatico, nato all'interno del progetto Mapdweel del Sustainable Building Design Technology Lab del MIT (Massachusets Institute of Technology).

Un gruppo di ricercatori statunitensi in sostanza ha messo a punto uno strumento informatico ad altissima risoluzione, interattivo, in grado di calcolare il potenziale solare di tetti e solai di edifici urbani, preliminare all'installazione di impianti fotovoltaici. Solar System si propone come programma online innovativo, dotato di un'interfaccia user-friendly, che fornisce dettagli importanti per il posizionamento dei pannelli solari senza utilizzare per questo un linguaggio troppo specialistico o ostico per il comune cittadino. Chiunque può accedere al programma e calcolare quanto sia conveniente in termini economici ed energetici installare un impianto in una determinata posizione. Il sistema permette di valutare la convenienza di tale operazione in base a parametri come il clima, la vicinanza con altri edifici che potrebbero ostruire la luce o l'orientamento dei pannelli rispetto al sole.

Il progetto Mapdweel è frutto del lavoro di un gruppo di ricercatori del MIT

(Il progetto Mapdweel è frutto del lavoro di un gruppo di ricercatori del MIT)

Il team del MIT è formato da professionisti provenienti da vari ambiti (design, ingegneria, scienze ambientali, finanza, informatica, ecc.), animati dal desiderio di contribuire al progresso tecnologico tramite l'implementazione di strumenti all'avanguardia. Solar System per ora fornisce una mappatura delle coperture degli edifici di Cambridge e Washington DC, ma il fatto che il programma sia online e sia molto intuitivo per l'utente medio fa pensare che la speranza del gruppo di ricercatori sia quella di estendere l'uso di esso ad altre città americane prima, ed alle metropoli del mondo poi.

Il funzionamento di Solar System

Solar System permette a chiunque acceda al programma di calcolare il potenziale solare di tetti e solai di un dato edificio in una data città. Lo strumento è ad alta risoluzione, utilizza un griglia di 1m x 1m e dati LiDAR (Light Detection and Ranging), che vengono ricavati tramite un di un fascio laser puntato verso una superficie. La griglia, molto dettagliata grazie alle immagini di Google Satellite, e l'uso della tecnologia LiDAR permettono di creare un modello tridimensionale di un'area urbana, tenendo conto della forma delle coperture degli edifici, dunque di tetti e solai, ma anche di tutte le altre strutture presenti nella zona e persino della presenza di alberi il cui fogliame sia particolarmente ricco.

Modello tridmensionale ottenuto tramite i dati LiDAR

(Modello tridimensionale ottenuto tramite i dati LiDAR)

Solar System permette dunque di calcolare la quantità di radiazione solare per ciascuna unità di superficie analizzata, per ogni ora dell'anno di riferimento, e di determinarne il potenziale solare, ossia la quantità di energia che potrebbe essere prodotta tramite l'installazione in quell'area di pannelli fotovoltaici.

L'utente può selezionare una data zona di interesse tramite un clic sulla mappa satellitare o inserendo un indirizzo sulla barra di ricerca alla sinistra della griglia. Sulla destra, in alto, invece troverà una piccola finestra che funziona come una sorta di legenda: oltre alla possibilità di usare lo zoom o di controllare l'opacità dei colori sulla mappa, il programma offre una spiegazione del significato delle diverse gradazioni di colore (dal marrone correlato alla dicitura ‘poor' che sta ad indicare zone a basso potenziale solare, al giallo ‘optimal' che invece rappresenta i punti strategici per il montaggio di pannelli solari); è possibile anche inserire dati riguardanti il proprio impianto fotovoltaico, la cui presenza verrà segnalata sulla griglia con un'icona, indicata proprio nella legenda in alto a destra.

Legenda del programma Solar System

(Legenda del programma Solar System)

Una volta selezionata l'area di interesse sulla mappa, sarà importante osservare i dati raccolti nella casella a sinistra, suddivisi in varie categorie:

  • money': qui vengono segnalati i costi per l'utente che opta per l'installazione in quel punto; si può calcolare l'importo totale in relazione ai Watt, incluse tasse e incentivi, ma anche un approssimativo fatturato mensile e annuale;

  •  ‘investment': in questa categoria viene calcolata la portata dell'investimento in generale, tra costi e guadagni;

  •  ‘technical': nella terza sezione della casella vengono forniti dati tecnici riguardanti la dimensione del tetto o solaio, l'eventuale dimensione dell'impianto, il numero di pannelli e la loro efficienza energetica;

  • carbon': qui si valuta il grado di compensazione rispetto alle emissioni di carbonio, quindi si prendono in considerazione dati ambientali, relativi ad esempio alla presenza di alberi nei dintorni dell'area scelta (il numero di alberi è indicato in alto a destra);

Casella che fornisce i dati tecnici, economici ed ambientali dell'installazione di un impianto fotovoltaico in una data zona

(Casella che fornisce i dati tecnici, economici ed ambientali dell'installazione di un impianto fotovoltaico in una data zona)

L'efficacia di Solar System

L'esperimento dei ricercatori del MIT si prospetta come uno dei migliori degli ultimi anni, soprattutto per la sua precisione e chiarezza. Solar System riesce a correggere i difetti di altri strumenti simili implementati in America, in quanto considera la possibilità che un tetto non sia necessariamente piatto e che il rapporto tra la radiazione diffusa e diretta cambi nel corso dell'anno, variabili sottovalutate da altri programmi.

Il grado di approssimazione per quanto riguarda la radiazione solare annuale è molto preciso: le previsioni climatiche del programma si concretizzano nel 4-10% dei casi.

Inoltre in un futuro molto prossimo sarà possibile progettare l'installazione di pannelli solari sul tetto della propria abitazione scegliendone l'inclinazione e la posizione, mentre per adesso il calcolo del potenziale solare assume che i pannelli siano paralleli rispetto al tetto, siano cioè sistemati in piano. Siccome però spesso è proprio l'inclinazione a favorire una migliore esposizione e quindi resa energetica, la versione successiva della mappa interattiva fornirà all'utente la possibilità di selezionare nuove variabili.

Qui di seguito potete vedere un tutorial per l'utilizzo del programma Solar System nella città di Cambrigde:

AutoreDott.ssa Irene Armaro


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