Inclinazione pannelli solari: l'angolo giusto in Italia

Ogni preventivo fotovoltaico contiene un numero che nessuno spiega: i gradi di inclinazione dei moduli. Chi ha un tetto a falda quel numero se lo ritrova imposto dalla struttura, chi monta su balcone o su terrazzo può sceglierlo, e in entrambi i casi vale la pena sapere quanti kilowattora ci sono in ballo. Le simulazioni ufficiali PVGIS danno una risposta precisa, città per città.

Qual è l’inclinazione ottimale città per città

Il calcolatore PVGIS della Commissione europea permette di chiedere direttamente l’angolo che massimizza la produzione annua in un punto preciso. Interrogandolo per otto capoluoghi, con un impianto standard da 1 kWp in silicio cristallino e perdite di sistema al 14 %, viene fuori una scala regolare.

Il salto interessante sta nella colonna di destra. Fra Milano e Palermo l’angolo cambia di sei gradi appena, mentre la produzione cresce del 14 %: la latitudine pesa molto di più sull’energia disponibile che sull’angolo con cui va raccolta.

La regola empirica che circola nei forum, «inclinazione uguale alla latitudine», è quindi una buona approssimazione con una correzione da tenere a mente. Alle latitudini italiane l’ottimo reale è di 4-8 gradi più basso del numero della latitudine, perché i mesi estivi hanno cieli più limpidi e finiscono per pesare di più nel bilancio annuale.

La curva è piatta al centro e ripida ai bordi

La domanda vera per chi installa è un’altra: cosa succede quando l’angolo si allontana dall’ottimo. La risposta cambia il modo di ragionare sulle staffe.

Prendiamo Roma come riferimento e leggiamo la curva per punti.

Fra 25° e 45° c’è una fascia di venti gradi dentro la quale la resa oscilla dell’1-2 %. Su un impianto da balcone da 800 W significa una manciata di kilowattora all’anno, un valore che sparisce dentro l’incertezza della simulazione stessa. Sotto i 15° e sopra i 60° la curva precipita, e lì la scelta della staffa diventa una scelta economica.

Un dettaglio che si vede solo confrontando le tre città: la penalizzazione della verticale cresce scendendo verso sud, dal 31 % di Milano al 38 % di Palermo, mentre quella del pannello in piano fa il percorso opposto, dal 17 % di Milano al 12 % di Palermo. Il motivo sta nell’altezza del sole. Più scendi di latitudine, più il sole passa alto sopra la testa, e un vetro verticale lo riceve di striscio mentre un vetro orizzontale lo riceve quasi frontalmente.

L’orientamento sbaglia più in fretta

Inclinazione e orientamento agiscono insieme, e hanno tolleranze diverse. Tenendo Roma con un’inclinazione fissa a 35° e ruotando l’azimut, i numeri PVGIS dicono questo.

Anche qui esiste una zona morbida, larga circa sessanta gradi attorno al sud, dove si perde qualche punto percentuale. Oltre i 45° fuori asse la discesa accelera, e a est o ovest pieni si arriva a una perdita doppia rispetto a quella di un pannello messo in piano.

La conseguenza pratica per chi ha vincoli di posa: se devi sacrificare qualcosa, sacrifica l’inclinazione e tieni l’esposizione a sud. Un modulo a 20° rivolto a sud rende più di un modulo a 35° rivolto a est, con un margine di oltre il 20 %.

Vale la pena notare l’asimmetria fra est e ovest: a parità di gradi fuori asse l’esposizione a sud-est rende leggermente più di quella a sud-ovest, perché la nuvolosità pomeridiana estiva penalizza il lato ovest. La differenza è piccola, intorno all’1 %, e nella scelta di un balcone conta meno del profilo dei tuoi consumi, tema che abbiamo sviluppato nella guida all’autoconsumo fotovoltaico.

Estate o inverno: l’inclinazione sposta la produzione

Il totale annuo racconta metà della storia. L’angolo decide anche come quella produzione si distribuisce nei dodici mesi, e per un impianto domestico questo pesa quanto il totale.

Ecco i valori mensili PVGIS per Roma, sempre per 1 kWp rivolto a sud, a quattro inclinazioni diverse.

Nei quattro mesi invernali un pannello a 55° produce il 30 % in più di uno a 20°, e persino la verticale a 90° batte l’angolo estivo. D’estate il rapporto si ribalta, con il pannello quasi disteso in vantaggio del 20 % su quello ripido.

Questa tabella spiega perché l’angolo ottimale non coincide con l’angolo più utile per tutti. Chi ha consumi concentrati d’inverno, una pompa di calore o semplicemente più ore in casa nei mesi bui, ottiene più valore da un impianto inclinato a 45-50° anche se il totale annuo scende di un punto o due. L’energia autoconsumata vale il prezzo pieno della bolletta, quella immessa vale molto meno o niente.

Vale la pena regolare i pannelli due volte l’anno

Le staffe regolabili esistono e la tentazione di usarle è forte. Il calcolo si può fare con i numeri mensili appena visti: 20° da aprile a settembre, 55° da ottobre a marzo.

Sommando i mesi alle rispettive inclinazioni si arriva a circa 1.552 kWh per kWp all’anno, contro i 1.488 kWh di un impianto fisso a 35°. Il guadagno è di 64 kWh, il 4,3 %.

Su un impianto da tetto da 6 kWp fanno quasi 400 kWh all’anno, un risultato che ripaga qualche minuto di lavoro con la chiave inglese. Su un kit da balcone da 800 W parliamo invece di una cinquantina di kilowattora, cioè una decina di euro di bolletta all’anno. Il senso della regolazione stagionale su piccola scala sta altrove: sposta produzione nei mesi in cui l’autoconsumo è più alto, che è esattamente quello che serve a un impianto senza accumulo.

Una precisazione sui numeri: il conto assume che tu cambi angolo due volte l’anno e che la struttura lo consenta senza forzature. Sistemi inseguitori a motore, che ruotano seguendo il sole, arrivano a guadagni ben più alti, e il loro costo li tiene fuori dalla portata degli impianti domestici piccoli.

Sulla ringhiera l’angolo lo decide la ringhiera

Chi arriva qui partendo da un kit da balcone si trova davanti un caso particolare: la posizione naturale del modulo appeso alla ringhiera è la verticale, cioè il punto peggiore della curva.

I numeri li abbiamo già visti e vale la pena rileggerli senza il confronto con l’ottimo teorico. Un modulo verticale rivolto a sud produce 998 kWh per kWp a Roma, che per un kit da 800 W diventano circa 800 kWh all’anno di energia reale. È una quantità che copre buona parte dei consumi di base di un appartamento, frigorifero e stand-by compresi.

La verticale ha anche due proprietà che il confronto sul totale annuo nasconde. Distribuisce la produzione in modo più uniforme fra le stagioni, con un inverno migliore di quello di un pannello quasi disteso. E resta pulita più a lungo, perché la pioggia scorre sul vetro invece di ristagnarci sopra, un aspetto che abbiamo approfondito nella guida alla pulizia dei pannelli solari.

Le staffe regolabili per ringhiera permettono di guadagnare gradi preziosi. Passare da 90° a 20-30° di inclinazione, dove il balcone lo consente, porta la resa vicino ai valori da tetto. I dettagli su staffe, fissaggi e regole condominiali stanno nella guida al pannello solare da ringhiera.

Terrazzo e tetto piano: l’inclinazione crea ombre

Su una superficie orizzontale l’angolo diventa una decisione a tutti gli effetti, e porta con sé un vincolo che sulla ringhiera non esiste: ogni modulo inclinato proietta un’ombra sul modulo dietro.

La distanza fra le file cresce con l’inclinazione. Un pannello a 30° ha bisogno di più spazio libero alle spalle di uno a 15°, e su un terrazzo di dimensioni normali questo si traduce in un numero di moduli inferiore. Il conto da fare confronta due cose: la resa per modulo, che sale con l’angolo, e il numero di moduli che entrano nello spazio, che scende.

Su terrazzi piccoli l’inclinazione bassa vince quasi sempre, perché tre moduli a 15° producono più di due moduli a 30°. Su superfici ampie, dove lo spazio non è il vincolo, si torna all’angolo ottimale. Abbiamo sviluppato il calcolo dell’interfila con le misure reali nella guida al fotovoltaico da terrazzo.

Resta il tema della zavorra. Una struttura inclinata a 30° prende vento come una vela e va zavorrata di conseguenza, con un peso che sui terrazzi condominiali diventa spesso il vincolo decisivo. Le strutture a bassa inclinazione, fra 10° e 15°, richiedono zavorre molto più leggere ed è il motivo per cui vengono usate sui tetti industriali.

Su un tetto a falda la scelta di solito non esiste

Chi ha un tetto spiovente monta i moduli complanari, appoggiati alla falda e inclinati esattamente come lei. La domanda che si pone allora è se valga la pena rialzarli con strutture a triangolo per correggere l’angolo.

Nella maggior parte dei casi la risposta arriva dalla curva vista sopra: se la falda sta fra i 20° e i 45° il guadagno teorico della correzione vale pochi punti percentuali, e non ripaga il costo delle strutture, il carico aggiuntivo sul tetto e il rischio in più sulla tenuta all’acqua.

La correzione ha senso in due situazioni. Su falde molto piatte, sotto i 10-15°, dove si recupera un 5-8 % di produzione insieme al vantaggio di un vetro che si autopulisce meglio. E su falde molto ripide, sopra i 55-60°, tipiche delle zone alpine, dove l’angolo penalizza l’estate.

C’è poi un caso in cui rialzare i moduli peggiora le cose: le falde esposte a est o a ovest. Lì una struttura che inclina verso sud crea ombre reciproche e un aspetto estetico che i regolamenti edilizi comunali spesso non accettano. Le regole autorizzative italiane per gli impianti su edificio le abbiamo raccolte nella guida ai permessi per il fotovoltaico da balcone.

Come calcolare l’angolo per il tuo indirizzo

I valori di questa guida valgono per otto capoluoghi e per un pannello libero da ombre. Per il tuo caso specifico lo strumento è PVGIS, il calcolatore del Joint Research Centre della Commissione europea, gratuito e senza registrazione.

Il percorso è breve.

1. Apri lo strumento e cerca il tuo indirizzo sulla mappa, oppure inserisci le coordinate.
2. Scegli la scheda della tecnologia fotovoltaica connessa alla rete e imposta la potenza di picco in kWp: 0,8 per un kit da balcone da due moduli.
3. Lascia le perdite di sistema al valore predefinito del 14 %, che comprende cavi, inverter, sporco e temperatura.
4. Inserisci inclinazione e azimut che stai valutando, oppure spunta la casella dell’ottimizzazione automatica per farti dire i valori migliori.
5. Leggi la produzione annua e, nella scheda mensile, come si distribuisce.

Due accortezze rendono il risultato più aderente alla realtà. La prima riguarda l’azimut: PVGIS usa lo zero per il sud, i valori negativi per est e quelli positivi per ovest, una convenzione diversa da quella delle bussole. La seconda riguarda le ombre: lo strumento tiene conto dell’orizzonte naturale, come montagne e colline, e ignora completamente il palazzo di fronte. Se il tuo balcone resta in ombra fino a mezzogiorno, quel dato va corretto a mano.

Il verdetto

L’inclinazione è il parametro su cui è più difficile sbagliare in modo costoso, a patto di restare lontani dagli estremi. Fra 25° e 45° la differenza si conta in punti percentuali, e a quel livello contano di più l’assenza di ombre, la pulizia del vetro e la qualità del montaggio.

Tre cose da portare a casa. L’angolo ottimale italiano sta fra 32° e 40° scendendo da nord a sud, ed è sempre qualche grado sotto il valore della latitudine. L’orientamento a sud vale più dell’angolo perfetto: se puoi salvarne uno solo, salva quello. E l’inclinazione decide quando produci, con angoli ripidi che spostano energia verso l’inverno e angoli bassi che la concentrano d’estate.

Per un impianto da balcone il ragionamento si semplifica ulteriormente. Se la ringhiera consente una staffa regolabile, anche pochi gradi guadagnati si vedono in bolletta; se consente solo la verticale, gli 800 kWh annui di un kit rivolto a sud restano un buon punto di partenza. Quello che conta a quel punto è consumarli mentre vengono prodotti, e su questo la guida su come funziona il fotovoltaico da balcone entra nel dettaglio.