Disponibilità di un impianto fotovoltaico: come misurarla

La disponibilità di un impianto fotovoltaico è la quota del tempo utile, cioè delle ore con irraggiamento sopra una soglia minima, in cui l'impianto era in grado di produrre. Nella forma più semplice si calcola come ore utili meno ore di fermo, diviso ore utili. Esistono tre varianti: disponibilità tecnica, contrattuale, con le esclusioni concordate, e basata sull'energia.

Cos'è la disponibilità di un impianto fotovoltaico

La disponibilità risponde a una domanda: l'impianto era pronto a produrre quando c'era il sole? Non dice quanto bene ha prodotto, questo lo misura il performance ratio. Le due grandezze si tengono separate perché portano a decisioni diverse: una disponibilità bassa riduce le ore di funzionamento, un PR basso riduce l'energia nelle ore in cui l'impianto funziona.

Le linee guida O&M di SolarPower Europe descrivono tre indicatori collegati e rimandano alla specifica tecnica IEC TS 63019:2019, che tratta in modo esteso la disponibilità degli impianti fotovoltaici.

Come si calcola la disponibilità tecnica

La disponibilità tecnica, detta anche uptime, considera tutti i fermi, qualunque sia la causa:

At = (Tutile - Tfermo) / Tutile x 100

• Tutile: ore del periodo con irraggiamento sul piano dei moduli sopra la soglia minima (MIT, minimum irradiance threshold). Valori tipici della soglia sono 50 o 70 W/m², da definire in base a sito e impianto. Le ore di notte e quelle con poca luce non contano.
• Tfermo: la parte di Tutile in cui l'impianto non produce.

Ad esempio, in un mese con 300 ore sopra soglia, un impianto fermo per 6 di queste ore ha una disponibilità tecnica di (300 - 6) / 300 = 98%.

Disponibilità pesata sugli inverter

Un impianto con più inverter raramente è tutto fermo o tutto acceso. SolarPower Europe raccomanda di calcolare la disponibilità anche per ogni inverter e di pesarla sulla sua potenza in continua: Atotale = Σ (Ak x Pk / P0).

Ad esempio, un impianto da 1.000 kWp ha quattro inverter da 250 kWp. In un mese con 300 ore utili, un inverter resta fermo 30 ore, quindi la sua disponibilità è del 90%; gli altri tre sono sempre disponibili. La disponibilità dell'impianto è (100 x 750 + 90 x 250) / 1.000 = 97,5%.

Per questo calcolo le linee guida indicano come base dati di irraggiamento e produzione con granularità fino a 15 minuti.

Disponibilità contrattuale ed esclusioni

Nei contratti di manutenzione si usa la disponibilità contrattuale: è la disponibilità tecnica da cui si tolgono i fermi non attribuibili al manutentore.

Ac = (Tutile - Tfermo + Tescluso) / Tutile x 100

Tescluso è la parte dei fermi coperta da un fattore di esclusione concordato. Tra gli esempi indicati da SolarPower Europe:

• forza maggiore;
• neve e ghiaccio sui moduli;
• danni causati dal cliente o da terzi, compresi atti vandalici;
• distacchi o riduzioni di produzione disposti dal gestore di rete o causati dalla rete;
• interruzioni della comunicazione per cause esterne, non imputabili al manutentore;
• ritardi del cliente nell'autorizzare i lavori.

Il manutentore deve documentare ogni esclusione. Come buona pratica le linee guida indicano una disponibilità contrattuale minima garantita del 98% su base annua.

Disponibilità basata sull'energia

Un'ora di fermo a mezzogiorno di luglio vale molto più di un'ora di fermo in una mattina d'inverno. La disponibilità basata sull'energia ne tiene conto e usa l'energia al posto del tempo:

Ae = E / (E + Epersa) x 100

E è l'energia prodotta o misurata nel periodo, Epersa l'energia persa per i fermi, che va calcolata, per esempio dall'irraggiamento o dal confronto con inverter uguali che funzionavano. Ad esempio, se in un mese l'impianto ha prodotto 118.000 kWh e i fermi hanno fatto perdere una stima di 2.000 kWh, Ae = 118.000 / 120.000 = 98,3%. Per documentare l'energia persa vedi fermo impianto: documentare la mancata produzione.

Quali dati servono per misurare la disponibilità

• Irraggiamento, per sapere quali ore sono utili. Senza un sensore, un'alternativa è usare una produzione attesa da modello: il rapporto NREL per il DOE conta come non disponibile un'ora in cui la produzione misurata è sotto il 5% di quella prevista dal modello.
• Produzione con un buon dettaglio temporale. Con dati mensili o giornalieri un fermo di poche ore non si vede: lo stesso rapporto osserva che, con dati mensili, un impianto dovrebbe restare fermo tutto il mese per incidere sul calcolo, e che per questo la disponibilità risulta più alta del reale.
• Dati per inverter, se vuoi la disponibilità pesata: un inverter fermo su quattro, nella curva dell'impianto, appare come un calo e non come uno zero.
• Il registro degli eventi: cause, inizio e fine di ogni fermo, per applicare le esclusioni.

Fermo dell'impianto o fermo del monitoraggio?

Se lo SCADA non riceve dati, non è detto che l'impianto fosse fermo. Contare come fermo un buco di comunicazione abbassa la disponibilità senza motivo; ignorarlo può nascondere un fermo vero. Un dato di produzione indipendente risolve il dubbio: la curva quartoraria del contatore fiscale mostra se in quelle ore l'impianto produceva. Vedi SCADA che non risponde.

enerdata legge via GSM i contatori fiscali e ne fornisce la curva al quarto d'ora, anche quando lo SCADA è fermo: i quarti d'ora a produzione zero dell'impianto sono lì, giorno per giorno. Non misura l'irraggiamento e non legge gli inverter. Vedi telelettura contatori.

Domande frequenti

Che differenza c'è tra disponibilità tecnica e contrattuale?

La tecnica conta tutti i fermi. La contrattuale esclude quelli dovuti a cause concordate nel contratto, come forza maggiore o distacchi della rete.

Una disponibilità del 98% è buona?

Le linee guida di SolarPower Europe indicano il 98% annuo come buona pratica per la disponibilità contrattuale minima garantita. Il valore giusto per te è quello scritto nel tuo contratto, con le sue esclusioni.

Le ore di notte entrano nel calcolo?

No. Contano solo le ore con irraggiamento sopra la soglia minima stabilita.

Se il distributore stacca l'impianto, la disponibilità scende?

Quella tecnica sì. Per quella contrattuale SolarPower Europe indica i distacchi disposti dal gestore di rete tra gli esempi di esclusione: verifica cosa prevede il tuo contratto.