INSEGUITORE SOLARE

L’inseguitore solare è un dispositivo meccanico automatico il cui scopo è quello di orientare il pannello fotovoltaico o l’impianto solare termodinamico nella direzione dei raggi solari.

Grazie questo strumento - noto anche come tracker solare - è possibile inclinare i pannelli solari verso il sole in modo da mantenere un angolo di incidenza tra il pannello e i raggi solari di circa 90°, ottimizzando così l’efficienza energetica.

Pannelli solari a inseguimento

I pannelli solari a inseguimento sono dispositivi costituiti da diversi moduli fotovoltaici. Vengono usualmente divisi in due tipologie, monoassiali e biassiali in base al numero di assi, alla metodologia meccanica di orientamento e al comando elettronico.

Un primo elemento da considerare riguarda l’orientamento dei pannelli solari: infatti, è preferibile non solo disporre il dispositivo verso sud o sud-ovest/sud-est, ma anche predisporre uno spazio adeguato ad ospitare l’intero impianto in modo che possa orientarsi adeguatamente verso i raggi solari. Inoltre, è opportuno ricordare che la versatilità dell’inseguitore solare si concretizza nella possibilità di raccogliere l’energia solare laddove l’esposizione non la favorisce.

Un secondo elemento da analizzare per ottenere il massimo delle performance dell'inseguitore solare è la disposizione dei pannelli rispetto ai raggi solari; infatti quando tra questi due elementi si crea un perfetto angolo retto è possibile godere di alcuni vantaggi:

• Maggiore efficienza di conversione;
• Diminuzione della superficie di pannello solare a parità di energia prodotta.

La scelta del giusto sistema di inseguitore solare varia a seconda di alcuni fattori da considerare tra cui:

• Dimensione e caratteristiche sia della struttura che del luogo in cui viene installato l'inseguitore;
• Latitudine, condizioni metereologiche e climatiche locali dell’ambiente di installazione della tecnologia.

Sistemi di inseguimento solare

Come abbiamo anticipato, esistono due sistemi principali di impianto fotovoltaico ad inseguimento solare: inseguitori monoassiali e inseguitori biassiali.Questi sistemi sono progettati per ottimizzare la produzione di energia solare durante l'arco della giornata, migliorando l'efficienza complessiva dell'impianto.

• Inseguitori Monoassiali: Gli inseguitori monoassiali sono costituiti da un singolo asse di rotazione orizzontale o verticale. Questi sistemi seguono il sole lungo un solo asse, il che significa che possono ruotare in direzione est-ovest o nord-sud. Questi dispositivi offrono una notevole miglioramento delle prestazioni rispetto ai sistemi fissi, poiché seguono il percorso del sole durante il giorno. Di solito, gli inseguitori monoassiali seguono l'asse est-ovest, in modo da seguire il sole dall'alba al tramonto. Questo sistema è particolarmente efficace in regioni dove la quantità di luce solare varia significativamente durante la giornata. Tuttavia, richiede un meccanismo di rotazione più complesso rispetto ai sistemi fissi, e ciò comporta costi di installazione e manutenzione maggiori.
   
• Inseguitori Biassiali: Gli inseguitori biassiali sono ancora più sofisticati e flessibili. Questi sistemi hanno due assi di rotazione, il che significa che possono seguire il sole sia lungo l'asse est-ovest che lungo l'asse nord-sud. Questa doppia rotazione consente agli inseguitori biassiali di massimizzare la cattura di luce solare, poiché possono seguire il sole in ogni direzione durante l'arco della giornata e dell'anno. Questi sistemi sono ideali per regioni con condizioni climatiche variabili e per installazioni in cui si desidera massimizzare l'efficienza energetica. Tuttavia, gli inseguitori biassiali sono anche i sistemi più complessi e costosi da installare e richiedono una manutenzione più accurata rispetto agli inseguitori monoassiali.

Gli inseguitori solari monoassiali

Gli inseguitori solari monoassiali sono dispositivi che “inseguono” le radiazioni solari ruotando intorno al proprio asse e, in base al suo orientamento, possono essere classificati in: 

• Inseguitori di tilt (asse x): ruotano intorno all’angolo di tilt, ovvero Est-Ovest e inseguono l’altezza del sole nel cielo;
• Inseguitori di rollio (asse y): tramite dei servomeccanismi inseguono il sole durante il suo percorso nel cielo. In questo caso l’asse di rotazione è Nord-Sud;
• Inseguitori di azimut (asse z): ruotano intorno ad un asse verticale perpendicolare al terreno e necessitano grandi spazi per l’installazione;
• Inseguitori ad asse polare: inseguono le radiazioni solari, ruotando intorno ad un asse parallelo all’asse di rotazione terrestre e sono considerati gli inseguitori più efficienti e maggiormente produttivi.

Gli inseguitori solari monoassiali hanno una prestazione maggiore nella produzione di energia elettrica rispetto ad un impianto fotovoltaico tradizionale fisso. Sono quindi consigliati in zone più sfavorite dal punto di vista di irraggiamento o con maggiore necessità di energia. In particolare, gli inseguitori monoassiali di Rollio, grazie alla loro semplicità e alla loro robustezza, permettono grandi risparmi di scala dimostrandosi adeguati anche per i grandi parchi fotovoltaici. Infine, è opportuno ricordare che gli inseguitori monoassiali di Azimut sono preferibili in zone ad alte latitudini, in cui il sole non raggiunge mai altezze elevate nel cielo.

Gli inseguitori solari biassiali

Gli inseguitori solari biassiali presentano due assi di rotazione, perpendicolari fra loro, che permettono, attraverso un sofisticato sistema elettrico, di puntare perfettamente i pannelli nella direzione del sole durante i suoi spostamenti nel cielo. A seconda del suo orientamento si suddividono in:

• Inseguitori di Azimut-elevazione: il loro funzionamento intercetta le radiazioni, consentendo ai pannelli di orientarsi in maniera perfettamente perpendicolare rispetto ai raggi del sole, durante tutta la giornata;
• Inseguitori tilt-rollio: attraverso la tecnica del backtracking, sono capaci di evitare le zone d’ombra.

Attraverso l’uso di questi inseguitori è possibile raggiungere un aumento di produzione elettrica del 35%/40% in più. 

Inseguitori solari attivi e inseguitori solari passivi

Un’altra classificazione di inseguitore solare si ha in base alla tipologia di sistema che ne permette il movimento per orientarsi verso il sole; in questo caso si parla di inseguitori solari attivi o inseguitori solari passivi.

I primi sono composti da motori elettrici che consentono lo spostamento lento dei pannelli fotovoltaici. Trattandosi di motori a energia elettrica, essi consumano energia.

Gli inseguitori solari attivi si suddividono in analogici e digitali, a seconda della tipologia di comando elettronico che ne permette il movimento:

• Inseguitori solari analogici: il movimento è generato da sensori che individuano la posizione migliore per l’assorbimento delle radiazioni solari. Il vantaggio principale di questi sistemi è che possono essere molto precisi durante il processo di inseguimento dei raggi solari;
• Inseguitori digitali: sono azionati da un microprocessore che, attraverso la memorizzazione dei dati sul posizionamento del sole, riesce a orientare i pannelli nella direzione con maggiore luce. Grazie a questo sistema è possibile rintracciare i raggi solari anche nelle giornate con scarsità di luce.

Gli inseguitori passivi, utilizzano fenomeni fisici autonomi indipendenti dal posizionamento del sole rispetto al pannello, come ad esempio la dilatazione termica di un gas fluido compresso che viene riscaldato dal sole generando una pressione idraulica che permette il movimento della struttura dei pannelli solari.

Il presente testo è aggiornato al 3 Ottobre 2023