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Tutto ciò che devi sapere su questi due aspetti

Come abbiamo spiegato nel nostro articolo sui pannelli solari, questi, chiamati anche moduli fotovoltaici, sono capaci di convertire l’energia solare in energia elettrica. La percentuale di energia generata, però, dipende da diversi fattori.

In questo articolo ci focalizzeremo sui concetti di rendimento e dimensionamento di un pannello fotovoltaico, la loro importanza e come vengono calcolati. Il tutto sarà utile per aiutarti a rendere il passaggio all'energia solare fotovoltaica un gioco da ragazzi!

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Dimensionamento e rendimento pannelli fotovoltaici: perché sono importanti?

L'efficienza e la corretta dimensione dei pannelli fotovoltaici rivestono un'importanza fondamentale per diverse ragioni:

  • Massimizzazione della produzione energetica: Un alto rendimento dei pannelli fotovoltaici assicura una maggiore generazione di energia solare. Questo è essenziale per ottimizzare il rendimento complessivo del sistema fotovoltaico e per ridurre i costi energetici nel lungo termine.
  • Efficienza economica: Dimensionare correttamente i pannelli fotovoltaici significa ottimizzare il sistema per le specifiche esigenze energetiche dell'utente. Un dimensionamento adeguato può massimizzare il ritorno sull'investimento, riducendo il tempo necessario per recuperare i costi iniziali del sistema.
  • Minimizzazione degli sprechi: Dimensionare i pannelli fotovoltaici in modo appropriato implica evitare sia sovradimensionamenti che sottodimensionamenti del sistema. Il sovradimensionamento può comportare un investimento eccessivo non sfruttato, mentre il sottodimensionamento può causare una produzione energetica insufficiente per soddisfare le esigenze dell'utente.
  • Impatto ambientale: Riducendo la dipendenza da altre fonti energetiche, come quelle fossili, i pannelli fotovoltaici contribuiscono alla diminuzione delle emissioni di gas serra e dell'inquinamento atmosferico. Ottimizzare l'efficienza e il dimensionamento dei pannelli fotovoltaici può amplificare questo impatto positivo sull'ambiente.
  • Affidabilità e durata: Un corretto dimensionamento e rendimento dei pannelli fotovoltaici possono garantire una maggiore affidabilità e una durata più lunga del sistema nel suo complesso. Ciò si traduce in meno problemi di manutenzione e maggiore sicurezza operativa nel lungo termine.
Ragioni
Ragioni

In sintesi, il rendimento e il dimensionamento dei pannelli fotovoltaici sono cruciali per garantire un'efficace conversione dell'energia solare in energia elettrica utilizzabile, riducendo i costi e massimizzando l'impatto ambientale positivo del sistema fotovoltaico.

Ora che abbiamo introdotto la loro importanza, andiamo ad analizzare nello specifico questi due aspetti, partendo dal rendimento dei pannelli fotovoltaici.


Il rendimento di un pannello fotovoltaico

Il rendimento di un pannello fotovoltaico è una misura della sua capacità di convertire l'energia solare in elettricità utilizzabile. Questo parametro è di fondamentale importanza nel valutare l'efficacia di un impianto fotovoltaico, poiché ne influisce direttamente sulla quantità di energia prodotta.

Il rendimento di un pannello fotovoltaico si basa dunque sulla percentuale di luce solare incidente che viene convertita in energia elettrica.

Generalmente espresso in percentuale, il rendimento può variare tra il 15% e il 22% per i pannelli tradizionali (la tipologia in silicio policristallino o monocristallino). Tecnologie più avanzate, come i pannelli fotovoltaici a film sottile o le celle solari multigiunzione, possono raggiungere rendimenti superiori, ma spesso a costi più elevati.

È importante considerare il rendimento nel contesto dell'intero sistema fotovoltaico, che include anche l'inverter e altri componenti. Un rendimento ottimale dell'intero impianto dipende dalla progettazione accurata, dalla manutenzione regolare e dalle condizioni ambientali locali.

Ma quali sono i fattori che agiscono e che possono influenzare il rendimento di tali pannelli fotovoltaici? Scopriamolo di seguito!


Fattori che influenzano il rendimento dei pannelli fotovoltaici

Il rendimento di un pannello fotovoltaico costituisce un elemento cruciale per valutarne le prestazioni, essendo il parametro che indica la percentuale di energia solare incidente che viene convertita in energia elettrica utilizzabile.

Tuttavia, è importante comprendere che tale rendimento può variare in base a diversi fattori, tra cui:

  • L'angolo di incidenza della luce solare: la quantità di energia solare che colpisce direttamente il pannello dipende dall'angolo con cui i raggi solari colpiscono la superficie del pannello, influenzando direttamente il rendimento.
  • La temperatura ambiente: temperature elevate possono ridurre il rendimento dei pannelli fotovoltaici, poiché l'aumento della temperatura può diminuire l'efficienza della conversione dell'energia solare in energia elettrica.
  • La qualità dei materiali impiegati: la qualità dei materiali utilizzati nella produzione dei pannelli fotovoltaici può influenzare significativamente il loro rendimento nel tempo.
  • Il livello di inquinamento e accumulo di sporco sulla superficie dei pannelli: lo sporco, come polvere, foglie o inquinanti atmosferici, può ridurre l'efficienza dei pannelli fotovoltaici bloccando parzialmente la luce solare incidente.

Per quanto riguarda il dimensionamento dei pannelli fotovoltaici, questo viene determinato dalle esigenze energetiche specifiche dell'utente, dalle condizioni ambientali locali e dalle limitazioni di spazio disponibile. Una corretta dimensione tiene conto dell'energia solare disponibile nella zona, della potenza richiesta dall'utente e delle caratteristiche del sistema, come l'orientamento e l'inclinazione dei pannelli.

Inoltre, durante la fase di progettazione e dimensionamento dei pannelli fotovoltaici, è importante valutare la possibilità di future espansioni o modifiche del sistema. Un sistema ben dimensionato dovrebbe essere in grado di soddisfare sia le esigenze energetiche attuali che quelle future dell'utente, evitando sprechi eccessivi di risorse e facilitando eventuali aggiornamenti o ampliamenti del sistema in futuro. Questo approccio consente di massimizzare l'efficienza e l'utilità del sistema fotovoltaico nel lungo termine.

Tuttavia, è bene ricordare che i rendimenti dei moduli solari dipendono da diversi fattori, quali:

  • Le caratteristiche e le prestazioni dei materiali con cui è composto il pannello fotovoltaico (silicio monocristallino o policristallino). Noi di Otovo offriamo solo moduli solari monocristallini poiché hanno una performance migliore rispetto ai policristallini, come vedremo di seguito.
  • Le caratteristiche e le prestazioni degli inverter e delle altre componenti dell’impianto.
  • L’inclinazione e l’orientamento dei pannelli fotovoltaici su tetto a falda. In Italia l’angolo di inclinazione ottimale è tra i 30° e i 35° rispetto al terreno. Questa angolazione si avvicina allo zero in prossimità dell’equatore, mentre, se ci allontaniamo da quest’ultimo, i pannelli dovranno avere sempre una posizione più verticale. Per quanto riguarda l’orientamento, i pannelli devono essere rivolti verso sud.
  • La temperatura dei pannelli fotovoltaici. Questa deve essere attorno ai 25°C, anche se questo aspetto dipende molto dalla marca e dai modelli di pannelli solari. Se prendiamo in considerazione il nostro Paese, è possibile che in estate le temperature sui tetti raggiungano i 45°C, toccando picchi di 50-60°C su alcuni particolari edifici. In questi casi il rendimento dell’impianto diminuisce a causa del riscaldamento dei moduli. Nelle celle monocristalline e policristalline il calo di efficienza è di circa 0,4% per ogni grado centigrado.
  • La composizione dello spettro di luce.
  • La pulizia e la manutenzione dei pannelli fotovoltaici.
  • La presenza di ombre durante l’arco della giornata. In questo caso è bene utilizzare gli ottimizzatori per non influenzare negativamente la performance dei pannelli.
  • La durata dei pannelli fotovoltaici. Un altro aspetto che influenza il rendimento di un pannello solare è la diminuzione delle sue prestazioni a causa di un peggioramento dei materiali. Questo calo è solitamente dell’1% annuo. È bene quindi far attenzione alla garanzia che i diversi produttori offrono sulla performance del pannello nel corso del tempo.
Fattori
Fattori

Attualmente, il rendimento medio dei pannelli fotovoltaici si attesta intorno al 19-21% per i moduli in silicio monocristallino e al 16-18% per quelli in silicio policristallino. Questi valori rappresentano un'indicazione della percentuale di energia solare incidente che viene convertita in energia elettrica utilizzabile dai pannelli.

Tuttavia, è importante considerare che l'efficienza dei pannelli fotovoltaici potrebbe ancora crescere grazie al costante progresso dell'innovazione tecnologica nel settore. Le recenti innovazioni hanno non solo contribuito a migliorare le prestazioni dei pannelli, ma hanno anche ridotto notevolmente i costi di produzione dei moduli stessi, rendendo l'energia solare sempre più accessibile.

Attualmente, per aumentare ulteriormente la producibilità dei sistemi fotovoltaici di circa il 20-30%, è consigliabile installare i pannelli su supporti a orientamento variabile. Questi supporti consentono ai pannelli di seguire costantemente lo spostamento del sole lungo l'arco della giornata, ottimizzando così l'angolo di incidenza della luce solare e massimizzando la produzione di energia.

Questa tecnologia, nota anche come inseguimento solare, consente ai pannelli di adattarsi dinamicamente alla posizione del sole, garantendo una maggiore esposizione alla luce solare e un rendimento ottimale del sistema fotovoltaico. Grazie a queste soluzioni innovative, è possibile migliorare significativamente l'efficienza e la produzione energetica dei pannelli fotovoltaici, contribuendo così a massimizzare il rendimento complessivo del sistema e a ridurre ulteriormente i costi energetici a lungo termine.

Andiamo ora a vedere come si esegue un corretto calcolo del rendimento dei moduli solari.

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Il calcolo del rendimento dei pannelli fotovoltaici

Il calcolo del rendimento dei pannelli solari rappresenta un passaggio cruciale per valutare l'efficacia complessiva di un impianto fotovoltaico nel convertire l'energia solare in energia elettrica utilizzabile. Questo calcolo tiene in considerazione diversi fattori chiave che influenzano le prestazioni dell'impianto, tra cui:

  • La potenza nominale dei pannelli fotovoltaici, che indica la capacità massima di produzione di energia elettrica del singolo pannello.
  • La superficie totale dell'impianto, che rappresenta l'area totale coperta dai pannelli fotovoltaici.
  • L'efficienza dei pannelli fotovoltaici, che indica la percentuale di energia solare incidente che viene effettivamente convertita in energia elettrica utilizzabile.
  • L'angolo di inclinazione e l'orientamento dei pannelli, che influenzano direttamente l'esposizione alla luce solare e, di conseguenza, la produzione di energia.
Fattori chiave
Fattori chiave

Per eseguire questo calcolo, viene utilizzata una formula matematica standard:

Rendimento %=(PotenzaSuperficie×1.000)×100Rendimento %=(Superficie×1.000Potenza​)×100

In questa formula, la potenza è espressa in Watt e la superficie in metri quadrati. Mediante questa formula, è possibile determinare con precisione il rendimento percentuale dei pannelli fotovoltaici, fornendo così una valutazione chiara dell'efficienza complessiva dell'impianto fotovoltaico. Questo calcolo fornisce un'indicazione importante sulle prestazioni dell'impianto e sulla sua capacità di produrre energia in modo efficiente e sostenibile.


Produzione e rendimento dei pannelli fotovoltaici in Italia

Un utile strumento per stimare la produzione energetica di un impianto fotovoltaico in Italia è rappresentato dalla mappa solare dell'Unione Europea. Questa mappa consente di calcolare in modo relativamente semplice il rendimento dell'impianto nelle diverse regioni del Paese, considerando le variazioni di irraggiamento solare.

Secondo il modello elaborato dal centro studi della Commissione Europea, un impianto fotovoltaico da 1 kW produce in media:

  • Tra 1.000 e 1.100 kWh di energia elettrica all'anno al Nord
  • Tra 1.200 e 1.300 kWh al Centro
  • Tra 1.400 e 1.500 kWh al Sud

Questa variazione si verifica a causa della maggiore radiazione solare alle basse latitudini, dove i raggi solari colpiscono la superficie terrestre in modo più perpendicolare.


Come ottimizzare il rendimento dei pannelli fotovoltaici?

Per ottimizzare il rendimento di un impianto fotovoltaico, è consigliabile adottare alcune pratiche utili, tra cui ricordiamo:

  • Implementare una copertura vegetale sul tetto, se possibile, al fine di evitare un eccessivo riscaldamento dei pannelli fotovoltaici che potrebbe comprometterne l'efficienza.
  • Utilizzare ottimizzatori fotovoltaici in caso di ombreggiamenti parziali per migliorare le prestazioni dei singoli moduli.
  • Garantire la pulizia e il mantenimento regolare dei pannelli per assicurare un funzionamento ottimale.
  • Affidarsi a professionisti qualificati per garantire un'installazione corretta dei moduli fotovoltaici.
  • Preferire pannelli ad alta efficienza, come i moduli monocristallini di ultima generazione.

Noi di Otovo ci impegniamo ogni giorno a offrire ai nostri clienti un prodotto dalle elevate performance in termini di efficienza energetica. Inoltre, il supporto di esperti professionisti e di installatori locali ci consente di individuare eventuali problematiche, progettare un impianto adeguatamente dimensionato e configurato per massimizzare le prestazioni, offrendo assistenza dedicata in ogni fase, dal sopralluogo iniziale alla gestione delle pratiche per il collegamento alla rete elettrica.

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Bene, andiamo ora ad analizzare meglio il concetto di dimensionamento fotovoltaico!


Come dimensionare i pannelli fotovoltaici

Ora che abbiamo visto tutto riguardo il rendimento dell'impianto fotovoltaico, capiamo come dimensionare i pannelli fotovoltaici e, dunque, l'impianto fotovoltaico. Il dimensionamento fotovoltaico è un processo cruciale che implica la determinazione delle dimensioni ottimali dell'impianto in termini di potenza e capacità. Questo processo è fondamentale per assicurare che l'impianto sia in grado di soddisfare in modo efficiente il fabbisogno energetico di un'utenza o di un'area specifica. Coinvolge diversi aspetti tecnici, tra cui:

  • La scelta del numero di pannelli fotovoltaici
  • La capacità dell'inverter
  • La valutazione della necessità di includere sistemi di accumulo

Vediamo questi punti più nel dettaglio.

Il numero di pannelli fotovoltaici da installare dipende principalmente dalla potenza richiesta e dalle caratteristiche del sito, come l'esposizione al sole e la disponibilità di spazio. È essenziale bilanciare la produzione di energia desiderata con la capacità di generazione degli impianti per garantire un funzionamento ottimale e una redditività a lungo termine.

L'inverter è un altro elemento chiave nel dimensionamento di un impianto fotovoltaico, poiché converte la corrente continua prodotta dai pannelli solari in corrente alternata utilizzabile nelle reti elettriche domestiche. La capacità dell'inverter deve essere dimensionata in base alla potenza totale dei pannelli fotovoltaici e alle esigenze specifiche dell'utenza.

Inoltre, la considerazione dei sistemi di accumulo energetico, come le batterie, può essere importante per ottimizzare l'autoconsumo dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico e per garantire una fornitura energetica continua anche in caso di interruzioni della rete elettrica.

In sintesi, il dimensionamento fotovoltaico richiede una valutazione attenta e accurata delle esigenze energetiche dell'utenza o dell'area di installazione, nonché delle caratteristiche tecniche e ambientali del sito. Un'adeguata progettazione e dimensionamento fotovoltaico sono essenziali per massimizzare l'efficienza energetica, garantire un funzionamento affidabile e massimizzare i benefici economici e ambientali derivanti dall'utilizzo dell'energia solare.

Esaminiamo ora alcuni dei passaggi fondamentali nel processo di dimensionamento di un impianto fotovoltaico:

  • L'analisi del consumo energetico, che è essenziale per valutare il fabbisogno energetico dell'utente o dell'area in cui si intende installare il sistema solare. Questa analisi consente di determinare la potenza di generazione necessaria per soddisfare il consumo energetico previsto.
  • La valutazione delle condizioni ambientali, che include la misurazione della radiazione solare media nella zona, la ricerca dell'orientamento e dell'inclinazione ottimali dei pannelli solari e l'identificazione di possibili ombreggiamenti. Questi fattori influenzano direttamente l'efficienza e le prestazioni dell'impianto.
  • La selezione dei componenti, che comprende la scelta di pannelli fotovoltaici con la potenza nominale adeguata, di un inverter compatibile e, se necessario, di un sistema di accumulo dell'energia. Questa fase assicura la compatibilità e l'efficienza dei componenti dell'impianto.
  • Il calcolo della potenza, che garantisce che l'impianto sia in grado di generare abbastanza energia per coprire il consumo energetico previsto, tenendo conto di fattori come la radiazione solare disponibile e le perdite di conversione.
  • L'ottimizzazione delle prestazioni, che implica l'analisi dettagliata dell'efficienza del sistema, delle perdite di conversione e di altri fattori per massimizzare le prestazioni complessive dell'impianto e garantire un funzionamento ottimale nel lungo termine.

Nell'infografica sottostante trovi riassunti tutti i passaggi chiave per avere le giuste dimensioni dei pannelli fotovoltaici:

Dimensionamento
Dimensionamento

Un dimensionamento accurato è dunque essenziale per garantire che l'impianto fotovoltaico sia in grado di fornire l'energia richiesta, evitando sia sovradimensionamenti che potrebbero comportare costi eccessivi, sia sotto-dimensionamenti che potrebbero non soddisfare il fabbisogno energetico previsto.

Analizziamo ora la formula per il calcolo del corretto dimensionamento fotovoltaico.


Il calcolo per le dimensioni dei pannelli fotovoltaici

Ogni impianto fotovoltaico ha la propria potenza di picco, indicata in kWp. Per capire la grandezza ottimale del tuo impianto per avere una copertura totale del fabbisogno annuo di energia elettrica di una data utenza bisogna seguire la seguente formula:

Formule
Formule

Se si considera che il consumo medio italiano di elettricità di un’abitazione monofamiliare è di circa 3500 kWh/anno, un sistema fotovoltaico a Milano dovrebbe avere una potenza sui 3,5 kWp. Naturalmente, questo risultato diminuisce mano a mano che ci spostiamo più a sud, grazie alla maggiore insolazione che ricevono i moduli solari.

Inoltre, è fondamentale sottolineare che nel processo di dimensionamento di un impianto fotovoltaico è essenziale evitare alcuni errori comuni, tra cui:

  • Dimensionare l'impianto fotovoltaico in base ai consumi attuali: È un errore comune basare il dimensionamento dell'impianto solo sui consumi energetici attuali. È importante considerare anche i potenziali cambiamenti nei consumi nel tempo, come l'acquisto di nuovi elettrodomestici o l'espansione della famiglia, per assicurare che l'impianto sia in grado di coprire il fabbisogno energetico futuro.
  • Non considerare la resa dell'impianto nel tempo: La resa dell'impianto fotovoltaico tende a diminuire nel corso degli anni a causa dell'usura e dell'invecchiamento dei componenti. Pertanto, è cruciale tenere conto di questa riduzione nel calcolo del dimensionamento, garantendo che l'impianto continui a soddisfare le esigenze energetiche nel lungo termine.
  • Non considerare ostacoli strutturali o naturali: È importante valutare attentamente la posizione e l'ambiente in cui verrà installato l'impianto fotovoltaico per identificare eventuali ostacoli strutturali o naturali, come alberi o edifici, che potrebbero ombreggiare i pannelli solari e ridurne l'efficienza. Ignorare questi fattori potrebbe compromettere le prestazioni complessive dell'impianto e limitarne il rendimento.

A questo punto ti starai chiedendo qual è il dimensionamento ottimale di un impianto fotovoltaico. La risposta è semplice: quello che garantisce la migliore correlazione tra produzione annuale dell'impianto e l'autoconsumo medio dell'utente. In generale, il fotovoltaico di dimensione ottimale è quello che garantisce il 70% di autoconsumo medio annuale.


Perché è importante calcolare il dimensionamento di un impianto fotovoltaico?

Se hai deciso di passare all'energia solare grazie a un impianto fotovoltaico, il dimensionamento è un elemento essenziale da considerare. Infatti, se si sceglie un impianto troppo grande dal punto di vista delle dimensioni, si può andare incontro a costi eccessivi. Al contrario, nel caso si scelga un impianto fotovoltaico troppo piccolo, si potrebbe riscontrare il problema di non produrre abbastanza energia.

Inoltre, nel processo di dimensionamento di un impianto fotovoltaico, è essenziale considerare una serie di fattori determinanti che possono influenzare le prestazioni e l'efficacia complessiva del sistema. Tra questi troviamo:

  • I fabbisogni dell'utenza: È fondamentale valutare con precisione i consumi energetici dell'utenza che sarà servita dall'impianto fotovoltaico. Questo include non solo il consumo energetico attuale, ma anche le previsioni di crescita o variazione dei consumi nel tempo, per garantire che l'impianto sia dimensionato in modo adeguato per soddisfare le esigenze energetiche future.
  • Le condizioni climatiche e gli agenti atmosferici: Le condizioni climatiche locali, come l'irraggiamento solare, la temperatura e la presenza di ombreggiamenti, possono influenzare significativamente le prestazioni dell'impianto fotovoltaico. È importante considerare questi fattori durante il dimensionamento per massimizzare l'efficienza e l'affidabilità del sistema.
  • La tecnologia dei moduli fotovoltaici: La scelta della tecnologia dei moduli fotovoltaici, come policristallini, monocristallini o film sottili, può influenzare le prestazioni complessive dell'impianto. È necessario valutare attentamente le caratteristiche di ciascuna tecnologia e selezionare quella più adatta alle specifiche esigenze e condizioni dell'installazione.
  • La tipologia e la quantità di superficie a disposizione e la relativa posizione: La disponibilità di spazio e la posizione dell'impianto fotovoltaico rispetto al sole sono fattori cruciali da considerare durante il dimensionamento. È importante valutare la tipologia di superficie disponibile (ad esempio, tetto, terreno) e la sua esposizione al sole per massimizzare l'efficienza dell'impianto e ottimizzare la produzione energetica.

Considerare attentamente questi fattori durante il processo di dimensionamento dell'impianto fotovoltaico è fondamentale per garantire un'installazione efficiente e affidabile, in grado di soddisfare le esigenze energetiche dell'utenza nel lungo termine.


Per concludere

Con questo articolo abbiamo concluso un'analisi dettagliata sull'importanza del rendimento e del dimensionamento dei pannelli fotovoltaici, offrendo una visione completa su questi aspetti cruciali dell'energia solare.

Comprendere come questi fattori influenzino l'efficacia complessiva di un impianto fotovoltaico è di vitale importanza, così come comprendere le considerazioni necessarie durante il processo di progettazione e installazione.

Tuttavia, l'interesse per l'energia solare non si ferma qui! Investire in un impianto fotovoltaico tramite servizi come Otovo, ad esempio, non è solo un passo verso la sostenibilità ambientale, ma anche un'opportunità per ottenere benefici economici tangibili.

Oltre alla riduzione delle spese energetiche a lungo termine, si aprono possibilità di generare reddito attraverso incentivi per la produzione di energia rinnovabile e la vendita dell'energia in eccesso alla rete.

Contribuire alla produzione di energia pulita non è solo simbolico, ma rappresenta un'impronta tangibile verso la preservazione del nostro Pianeta. Ogni kilowattora di energia solare generata significa una diminuzione delle emissioni di gas serra e una riduzione della dipendenza dalle fonti energetiche non rinnovabili.

È un passo concreto verso un futuro più sostenibile e rispettoso dell'ambiente, e investire in tecnologie fotovoltaiche è un modo efficace per partecipare attivamente a questa trasformazione.

Se anche tu sei pronto a compiere questo passo, è il momento giusto per farlo!

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Domande frequenti

Quanto rende un pannello fotovoltaico?

Il rendimento di un pannello fotovoltaico varia, ma generalmente si situa tra il 15% e il 22%, influenzato da diversi fattori come la tecnologia delle celle, la qualità dei materiali e le condizioni ambientali.

Come calcolare il dimensionamento fotovoltaico?

Solitamente, per installare un kilowatt di potenza si utilizzano circa 4 pannelli da 250 watt oppure 3 pannelli da 350 watt. La superficie di tetto richiesta può essere calcolata moltiplicando l'area di un singolo pannello per il numero totale di pannelli.

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