Inseguitore solare: come aumentare la produzione del 25-35%

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Gli inseguitori solari sono una tecnologia affascinante che permette ai pannelli fotovoltaici di “seguire” il sole durante tutta la giornata, proprio come fanno i girasoli in natura. La capacità di orientarsi continuamente verso la luce solare permette di catturare molta più energia rispetto ai pannelli fissi: parliamo di incrementi tra il 25% e il 35%, numeri davvero significativi.


Installare un tracker solare significa però affrontare investimenti iniziali più alti e prestare maggiore attenzione alla manutenzione. C’è anche un aspetto che molti sottovalutano: questi sistemi mobili esercitano forze maggiori sul terreno, specialmente quando c’è vento. Per questo è importante verificare con indagini geotecniche che il suolo sia abbastanza resistente prima di procedere con l’installazione.

Cos'è un tracker solare e come funziona

Immaginate di stare in piedi sotto il sole per diverse ore. Se rimanete sempre nella stessa posizione, il sole vi colpirà in modo diverso durante la giornata: al mattino i raggi arriveranno lateralmente, a mezzogiorno dall’alto, e nel pomeriggio di nuovo di lato. Un tracker solare fa esattamente ciò che fareste istintivamente voi per prendere più sole possibile: si muove per mantenere i pannelli sempre “di fronte” al sole.


Il concetto è semplice ma geniale. I pannelli fotovoltaici producono più energia quando la luce solare li colpisce perpendicolarmente. Quando i raggi arrivano di lato, con un angolo obliquo, l’energia catturata diminuisce notevolmente. Gli impianti tradizionali, che rimangono fissi, sono ottimizzati per funzionare bene solo nelle ore centrali della giornata. Al mattino presto e verso sera, quando il sole è basso sull’orizzonte, producono molto meno.


Il sistema tracking fotovoltaico risolve questo problema grazie a dei motori elettrici che muovono lentamente la struttura porta-pannelli. Non parliamo di movimenti bruschi o rapidi: il tracker si sposta di pochi gradi all’ora, seguendo dolcemente il percorso apparente del sole nel cielo. Questo movimento graduale richiede pochissima energia, tipicamente meno dell’1% di tutta l’elettricità prodotta dall’impianto.


Ma come fa il tracker a sapere dove si trova il sole? Esistono due sistemi principali. Il primo usa dei sensori luminosi che “vedono” letteralmente dove il sole è più luminoso e orientano i pannelli in quella direzione. È un po’ come quando chiudete gli occhi e girate il viso verso la luce: sentite dove scalda di più. 

 

Il secondo sistema è più sofisticato: usa calcoli matematici basati sulla posizione GPS dell’impianto, sulla data e sull’ora per sapere esattamente dove si trova il sole in ogni momento. Questo secondo metodo funziona anche quando è nuvoloso, perché non ha bisogno di “vedere” il sole per sapere dov’è.


Durante la notte, quando ovviamente il sole non c’è, i tracker non restano fermi nella posizione del tramonto. Molti sistemi tornano automaticamente verso est, pronti ad accogliere il sole all’alba. Altri si mettono in posizione orizzontale, un po’ come se “dormissero”. Questa posizione orizzontale è importante anche per la sicurezza: riduce l’esposizione al vento notturno e permette alla neve di scivolare via più facilmente.


Quando le condizioni meteo diventano difficili, i tracker moderni sono abbastanza intelligenti da proteggersi. Se il vento soffia forte, sensori dedicati lo rilevano e fanno mettere automaticamente i pannelli in posizione di sicurezza, abbassandoli o orientandoli in modo da offrire meno resistenza al vento. È come quando aprite un ombrello nel vento e lo inclinate per non farlo rivoltare.

Tracker monoassiale vs biassiale

Quando parliamo di tracker solari, dobbiamo distinguere tra due famiglie principali: quelli che si muovono su un solo asse e quelli che si muovono su due assi. La scelta tra questi due tipi dipende da quanto vogliamo ottimizzare la produzione e quanto siamo disposti a investire.

Il tracker monoassiale

è come una testa che gira solo da sinistra a destra (o viceversa). Durante la giornata segue il sole mentre questo attraversa il cielo da est a ovest, ma non cambia la sua inclinazione rispetto all’orizzonte. Pensate a come osservate una partita di tennis seguendo la pallina con la testa: vi muovete orizzontalmente ma non su e giù. Questo è esattamente ciò che fa un tracker monoassiale. La maggior parte dei grandi impianti solari nel mondo usa inseguitori monoassiali, e c’è una buona ragione: offrono un eccellente compromesso tra costi, prestazioni e affidabilità. Sono più semplici da costruire e mantenere rispetto ai sistemi a due assi, ma catturano comunque la maggior parte dell’energia extra disponibile seguendo il sole. I tracker monoassiali si installano tipicamente con l’asse di rotazione orientato da nord a sud. I pannelli ruotano quindi seguendo il percorso est-ovest del sole. L’inclinazione rispetto al terreno può essere fissa (spesso tra 10 e 20 gradi) oppure regolabile manualmente qualche volta all’anno per adattarsi al cambio di stagione. Questa configurazione funziona benissimo nelle nostre latitudini mediterranee.

I tracker biassiali

sono decisamente più sofisticati. Questi sistemi si muovono sia orizzontalmente che verticalmente, mantenendo i pannelli sempre perfettamente perpendicolari ai raggi solari per tutta la giornata. È come se il pannello fosse un “occhio” che fissa continuamente il sole senza mai distogliere lo sguardo. Chiaramente questo massimizza la cattura di energia solare. Ma c’è un “ma” importante: i tracker biassiali costano molto di più, a volte anche il doppio rispetto ai monoassiali. Hanno anche più componenti meccaniche che si possono usurare o rompersi, il che significa più manutenzione. E qui viene il punto chiave: l’energia extra che producono rispetto a un buon tracker monoassiale è solo del 5-15%. Vale la pena spendere il doppio per avere il 10% in più di energia? Nella maggior parte dei casi, la risposta è no.

Come scegliere tra tracker monoassiali e biassiali?

 

  • posizione geografica ha il suo peso: all’equatore, dove il sole passa altissimo nel cielo a mezzogiorno e compie archi enormi, il secondo asse di movimento è molto utile. In Italia, che si trova a latitudini medie (tra i 37° della Sicilia meridionale e i 47° dell’Alto Adige), il sole ha movimenti meno estremi. Qui il tracker monoassiale cattura già la maggior parte dell’energia disponibile, rendendo il biassiale meno conveniente;
  • clima: se vivete in una zona dove il cielo è spesso coperto da nuvole, gran parte della luce solare che arriva è “diffusa”, cioè proviene da tutte le direzioni invece che direttamente dal sole. Questa luce diffusa non beneficia molto dall’orientamento super-preciso del tracker biassiale. Al contrario, nelle zone molto soleggiate come il Sud Italia o le isole, dove la luce arriva quasi sempre direttamente dal sole, il tracking preciso è più vantaggioso.

 

Per la stragrande maggioranza degli impianti di media e grande taglia in Italia, il tracker monoassiale è la scelta vincente. Costa meno, produce quasi quanto un biassiale, e vi darà meno grattacapi negli anni.

Incremento produzione reale

Ora arriviamo alla domanda che tutti si pongono: quanto produce davvero in più un impianto con fotovoltaico ad inseguimento rispetto a uno con pannelli fissi? I numeri che leggiamo nelle brochure sono spesso ottimistici, quindi è importante capire cosa aspettarsi nella realtà.


L’ultimo report dell’IEA PVPS ci dice che un tracker monoassiale ben progettato può aumentare la produzione annuale del 25-35% rispetto a un impianto fisso ottimizzato. I tracker biassiali arrivano al 35-45%. Attenzione però: parliamo di medie annuali, e come tutte le medie nascondono variazioni importanti.

Ma questi benefici non sono uguali tutto l’anno e possono dipendere da diversi fattori:

 

  • stagionalità: in estate, quando il sole percorre archi lunghissimi nel cielo e rimane visibile per 14-15 ore, il tracker dà il meglio di sé. Può produrre anche il 40-50% in più rispetto ai pannelli fissi in singole giornate soleggiate. In inverno, quando il sole resta basso e le giornate sono corte, il vantaggio scende al 15-25%. La media annuale è il risultato di queste oscillazioni stagionali;
  • momento della giornata: l’inseguitore solare fa davvero la differenza al mattino presto e nel tardo pomeriggio, quando i pannelli fissi ricevono poca luce perché il sole è basso e laterale. Nelle ore centrali, quando anche i pannelli fissi sono già ben orientati verso il sole alto, il vantaggio del tracker è minore. In pratica, il tracker “allunga” la curva di produzione, permettendovi di generare elettricità anche in orari dove normalmente l’impianto fisso produrrebbe poco;
  • posizione: nei deserti del Nord Africa o del Medio Oriente, dove il cielo è quasi sempre sereno e il sole fortissimo, i tracker monoassiali possono dare incrementi fino al 35-40%. In Italia meridionale e nelle isole, zone comunque molto soleggiate, ci aspettiamo incrementi del 28-32%. Al Nord Italia, dove il clima è più variabile, siamo più sul 22-27%. Nelle zone alpine con molte giornate nuvolose, l’incremento può scendere al 15-20%;
  • clima locale: le nuvole cambiano le carte in tavola perché creano quella che chiamiamo “radiazione diffusa” – luce che arriva da tutto il cielo invece che direttamente dal sole. Questa luce diffusa non trae grande beneficio dall’orientamento preciso dei tracker. In regioni molto nuvolose, dove la radiazione diffusa rappresenta una grossa parte del totale, i tracker funzionano comunque ma il loro vantaggio si riduce;
  • disposizione dei pannelli: per evitare che una fila di pannelli faccia ombra su quella dietro quando si inclinano, le file devono essere distanziate di più rispetto a un impianto fisso. Questo significa che serve più terreno per installare la stessa potenza, oppure che su un terreno dato si installano meno pannelli. Questo fattore limita un po’ il guadagno complessivo.

Costi e ROI dell'inseguitore

Un impianto fotovoltaico di media-grande dimensione con tracker monoassiale costa indicativamente il 15-30% in più rispetto alla versione con pannelli fissi. Per darvi numeri concreti: se un impianto tradizionale da 1 megawatt vi costa circa 550.000 euro, la stessa potenza con tracker monoassiale arriverà sui 650.000-700.000 euro. Quindi circa 100.000-150.000 euro in più.


Da cosa è data la differenza di costo? Principalmente la struttura del tracker con motori e sistemi di controllo, fondazioni più robuste capaci di reggere i movimenti e le forze del vento, un’installazione più complessa, e cavi più lunghi perché le file devono essere più distanziate.


I tracker biassiali costano ancora di più: parliamo di un 35-50% sopra il prezzo del fisso, quindi circa 750.000-850.000 euro per il nostro ipotetico impianto da 1 megawatt. La complessità meccanica doppia e le fondazioni ancora più impegnative giustificano questa differenza.

Manutenzione sistemi tracking

I sistemi tracking fotovoltaico sono meraviglie dell’ingegneria, ma come tutte le cose che si muovono, hanno bisogno di cure regolari. Non è nulla di drammatico, ma è importante sapere cosa aspettarsi per non avere sorprese.


La manutenzione inizia con semplici ispezioni visive che andrebbero fatte regolarmente, idealmente ogni 2-3 mesi. Durante queste visite si controlla che tutto sia a posto: nessun bullone allentato, nessuna struttura che mostra segni di ruggine, i pannelli tutti allineati correttamente, nessun ramo o detrito che ostacola i movimenti. È un po’ come quando controllate periodicamente la vostra auto prima di un viaggio lungo.


I motori elettrici che muovono i tracker sono generalmente affidabili, ma vanno controllati periodicamente. Le tecnologie più moderne usano motori senza spazzole che richiedono pochissima manutenzione, mentre i modelli più vecchi avevano spazzole che andavano sostituite periodicamente. In ogni caso, una verifica annuale è consigliata.


I sensori sono gli occhi e le orecchie del sistema. Sensori che rilevano il vento, sensori che determinano la posizione, sensori che “vedono” dove si trova il sole – tutti devono funzionare perfettamente. Un sensore sporco o sfasato può far posizionare male i pannelli, perdendo produzione senza che ve ne accorgiate. Una pulizia e calibrazione annuale è fondamentale.


Un aspetto che viene spesso sottovalutato riguarda i sistemi di protezione dalle intemperie. I tracker devono reagire prontamente quando arriva vento forte o neve, mettendosi in posizione di sicurezza. È vitale testare regolarmente questi sistemi, non solo aspettare che arrivi la tempesta per scoprire che qualcosa non funziona. È come controllare che l’airbag della macchina sia sempre attivo.


Le centraline di controllo e i computer che gestiscono il tracker necessitano di aggiornamenti software periodici, un po’ come il vostro smartphone. Questi aggiornamenti correggono bug, migliorano le prestazioni e a volte aggiungono nuove funzionalità. Ignorarli significa rinunciare a miglioramenti gratuiti.


Non bisogna dimenticare le fondazioni. Anche se sono sotto terra e non si vedono, dovrebbero essere controllate periodicamente per verificare che non ci siano cedimenti o movimenti. Un tracker che si inclina anche solo di pochi millimetri all’anno può creare stress meccanici che nel tempo causano problemi. Un rilievo topografico ogni 2-3 anni può individuare queste anomalie prima che diventino critiche.

Inseguitore solare - FAQ

È una domanda che ci fanno spesso, e la risposta onesta è: dipende. I tracker funzionano in qualsiasi clima, ma la loro convenienza economica diminuisce dove il cielo è spesso coperto. Quando ci sono molte nuvole, molta della luce solare arriva “diffusa” da tutto il cielo invece che direttamente dal sole, e questa luce diffusa non beneficia molto dall’orientamento preciso del tracker.
I tracker hanno bisogno di “respirare” – le file devono essere distanziate di più per evitare che si facciano ombra a vicenda quando i pannelli si inclinano. Nella pratica, servono circa 50-70% di terreno in più rispetto a un impianto fisso della stessa potenza. Per darvi un’idea concreta: se con pannelli fissi su un ettaro (10.000 metri quadrati) installate 500 kilowatt, con i tracker monoassiali sullo stesso terreno ne installerete 350-380 kilowatt. Oppure, per installare sempre 500 kilowatt con tracker vi servirà un terreno da 1,3-1,4 ettari. Questo non è un problema se avete terreno abbondante o in zone dove il terreno costa poco. Diventa invece un fattore limitante se il terreno è scarso o molto prezioso, come nelle vicinanze di centri urbani.
I tracker moderni sono progettati con grande attenzione alla sicurezza durante eventi meteorologici estremi. Hanno sensori che misurano continuamente la velocità del vento. Quando rilevano raffiche superiori a certe soglie (tipicamente 40-50 km/h), il sistema reagisce automaticamente in pochi secondi portando i pannelli in “posizione di sicurezza” – solitamente orizzontali o con angolazione minima.
Tecnicamente sarebbe possibile, ma nella pratica quasi mai ha senso economico. Convertire un impianto fisso in tracker significherebbe praticamente rifare tutto da capo: smontare completamente le strutture esistenti (che non si possono riutilizzare), demolire le vecchie fondazioni e farne di nuove dimensionate per i carichi dei tracker, installare le nuove strutture mobili, ricablare tutto l’impianto. I costi sarebbero paragonabili a quelli di un impianto nuovo, quindi difficilmente giustificabili. L’unica eccezione potrebbe essere un impianto molto recente dove si decide di cambiare strategia quasi subito, ma sono casi rarissimi. La scelta tra fisso e tracker va fatta durante la progettazione iniziale. Se avete un impianto esistente che volete potenziare, è meglio valutare altre soluzioni come il revamping dei componenti o l’aggiunta di nuovi pannelli fissi.