Calcolatore di pompa solare

Come usare questo calcolatore

Inserisci sei valori e il calcolatore restituisce l’energia idraulica necessaria al giorno, l’energia elettrica assorbita dalla pompa, il generatore FV in Wp, il numero di moduli secondo la potenza scelta, la potenza media della pompa durante le ore di sole e la portata media nelle ore solari.

1. Fabbisogno giornaliero (litri/giorno) — volume totale al giorno. Valori italiani tipici: 60–80 L/giorno per vacca da latte, 8–12 L/giorno per pecora, 4–6 L/m²/settimana per orticoltura irrigata in estate, 120–150 L/giorno per persona in abitazione isolata.
2. Prevalenza totale (m) — livello dinamico del pozzo in metri più ogni dislivello fino alla vasca.
3. Ore di sole pieno/giorno — irraggiamento giornaliero medio annuo. Valori italiani tipici: Palermo 4.6, Catania 4.7, Cagliari 4.6, Bari 4.3, Napoli 4.1, Roma 4.0, Bologna 3.6, Milano 3.4, Torino 3.4, Venezia 3.5. Il portale PVGIS (Joint Research Centre della Commissione europea) fornisce valori precisi per ogni comune italiano.
4. Rendimento globale pompa (%) — efficienza wire-to-water complessiva. 45% è un valore di default solido per una pompa sommersa.
5. Perdite di sistema (%) — perdite combinate del regolatore (3–5%), cablaggio (2–4%) e sporcizia/temperatura dei moduli (5–10%). 85% è un default ragionevole.
6. Potenza modulo (W) — il modulo scelto. Lo standard 2026 è 400–435 W; i moduli bifacciali da 540 W dominano gli impianti a terra.

Come funziona una pompa solare

Un impianto di pompaggio solare ha tre componenti: il generatore fotovoltaico, il regolatore di pompa e la pompa stessa. A differenza di un impianto FV connesso alla rete, normalmente non ci sono batteria né inverter — il regolatore prende la corrente continua dai moduli e alimenta direttamente la pompa con la potenza solare istantanea.

Il regolatore svolge due funzioni essenziali. Primo, implementa l’inseguimento del punto di massima potenza (MPPT) affinché i moduli operino al loro ottimo al variare dell’irraggiamento. Secondo, varia la velocità della pompa nell’arco della giornata — più rapida a mezzogiorno, più lenta all’alba e al tramonto, spegnimento pulito quando l’irraggiamento scende sotto la soglia operativa. Questa velocità variabile permette alla pompa di funzionare tutto il giorno in condizioni di nuvolosità variabile, dove una pompa a velocità fissa alimentata dalla rete entrerebbe in ciclo corto.

La pompa stessa è tipicamente una sommersa a corrente continua brushless (per pozzi) o una di superficie CC (per ruscelli, stagni e pozzi poco profondi). Lorentz PS2, Grundfos SQFlex e Pedrollo SAR dominano il mercato italiano del pompaggio solare rurale. Le pompe a rotore elicoidale Lorentz sono preferite per applicazioni ad alta prevalenza e basse portate — 500–3 000 L/giorno da pozzi di 60–150 m.

La fisica dai primi principi

L’energia idraulica per sollevare un volume V di acqua di un’altezza verticale H è fissata dalla fisica: densità dell’acqua (1 000 kg/m³), gravità (9,81 m/s²), volume e altezza.

E_idraulica_Wh = ρ × g × V_m3 × H_m / 3600
              = 1000 × 9,81 × V_m3 × H_m / 3600
              ≈ V_m3 × H_m × 2,725

L’energia elettrica è l’idraulica diviso i rendimenti:

E_elettrica_Wh = E_idraulica_Wh / (η_pompa × η_sistema)

Il generatore FV in Wp:

FV_Wp = E_elettrica_Wh / ore di sole pieno

Esempio di calcolo

Un impianto da 4 000 L/giorno a 30 m di PT in Toscana (HSP 4,0), con pompa Grundfos SQFlex (45% wire-to-water), 85% rendimento di sistema, moduli 400 W:

• V_m3 = 4 m³
• H_m = 30 m
• E_hyd = 4 × 30 × 2,725 = 327 Wh
• E_elec = 327 / (0,45 × 0,85) = 855 Wh
• FV necessario = 855 / 4,0 = 214 Wp
• Moduli = ceil(214 / 400) = 1 modulo in media annua

L’HSP toscano di dicembre è circa 1,6, quindi il dimensionamento al peggior mese: 855 / 1,6 = 535 Wp — due moduli 400 W. La maggior parte degli installatori toscani usa due moduli più una cisterna da 5 000 L.

Regole di dimensionamento italiane

Per il pompaggio solare diretto senza batterie con cisterna tampone, in condizioni italiane:

• Cisterna tampone di 3–6 giorni di autonomia secondo la regione. 3–4 giorni in Sicilia, Puglia e Sardegna; 5–6 giorni in Pianura Padana dove l’inverno è regolarmente nuvoloso.
• Dimensionare il generatore per il peggior mese solare (dicembre in tutta Italia).
• Aggiungere 25–50% di sovradimensionamento FV oltre il calcolo del peggior mese.
• Per il pompaggio italiano tipico a 25–35 m di PT, contare 0,5–0,7 Wp per litro/giorno in media annua, oppure 1,2–2,0 Wp per litro/giorno se si dimensiona al peggior mese.

Tipi di pompa a confronto

Per la maggior parte delle applicazioni zootecniche italiane sotto i 10 000 L/giorno da pozzi sotto i 60 m, la Grundfos SQFlex o la Lorentz PS2 sommersa è la scelta standard. Per pozzi più profondi (oltre 80 m), la Lorentz PS2 con cartuccia elicoidale mantiene la portata a bassa potenza di ingresso.

Incentivi italiani

• PSR (Programmi di Sviluppo Rurale) regionali cofinanziati FEASR — misura 4.1 modernizzazione delle aziende agricole, ha finanziato pompaggio solare in numerose regioni (Sicilia, Puglia, Toscana, Veneto, Emilia-Romagna).
• Conto Termico 2.0 (GSE) — copre interventi di efficientamento energetico inclusi gli impianti solari termici e ibridi per le imprese agricole.
• Parco Agrisolare (PNRR) — sostegno per impianti FV agricoli che alimentano consumi aziendali, applicabile al pompaggio agricolo aziendale.
• Detrazione fiscale 50% / 65% — per gli impianti FV residenziali, recuperabile in 10 anni; non direttamente applicabile al pompaggio agricolo ma sì all’autoconsumo domestico aggregato.
• IVA agevolata 10% — per impianti FV residenziali e per ristrutturazioni con riqualificazione energetica.

Errori comuni che riducono le prestazioni

• Dimensionare alla HSP media annua invece che al peggior mese. Un impianto padano dimensionato a 3,4 HSP medi consegnerà il 35% del fabbisogno a dicembre.
• Usare il livello statico invece di quello dinamico. I pozzi degli acquiferi alluvionali padani possono abbassarsi 5–15 m alle portate tipiche; dimensionare sullo statico sottodimensiona il generatore.
• Saltare la cisterna tampone. Un impianto solar-diretto senza accumulo non eroga nulla in giornate nuvolose. Una cisterna da 5 000 L con pompa più piccola supera sempre una pompa più grande senza cisterna.
• Cablaggio CC sottodimensionato. Le distanze pannello-pozzo di 50–100 m sono comuni; cadute di tensione oltre il 3% causano spegnimenti spuri in avviamenti a basso irraggiamento. Dimensionare secondo CEI 64-8.
• Moduli orizzontali. Un modulo a piano accumula polvere e foglie. Inclinazione 30–45° secondo latitudine è standard; in Sicilia e Puglia ridurre a 25–30° per ottimizzare in estate è accettabile.

Fonti

• GSE — Gestore dei Servizi Energetici — incentivi e normativa FV italiana
• Anie Rinnovabili (Federazione ANIE) — dati di mercato FV italiano
• FacileRistrutturare — Guide pompaggio solare — riferimenti costi italiani
• PVGIS — Commissione Europea JRC — ore di sole pieno per ogni comune italiano
• Atlante Italiano della Radiazione Solare (ENEA) — irraggiamento ufficiale italiano
• Pedrollo SAR — catalogo pompaggio solare — costruttore italiano con curve pompa di riferimento
• Lorentz PS2 — manuale di dimensionamento — curve pompa e tabelle di selezione referenziate per i rendimenti