Schema di Collegamento Pannelli Fotovoltaici: Serie o Parallelo?

Indice

In sintesi: cosa c’è da sapere 💡

I pannelli fotovoltaici possono essere collegati in tre modi: in serie (le tensioni si sommano, la corrente resta invariata), in parallelo (le correnti si sommano, la tensione resta invariata) o in configurazione mista serie-parallelo, la più diffusa negli impianti domestici. La scelta dello schema giusto dipende dalla tensione e corrente di ingresso ammesse dall’inverter, dal numero di pannelli e dalla loro potenza, e dalla presenza di ombreggiamenti. In questa guida trovi le formule di calcolo, uno schema elettrico tipo e gli errori più comuni da evitare in fase di progettazione.

Cos’è uno schema di impianto fotovoltaico e a cosa serve

Lo schema di collegamento (o schema elettrico) di un impianto fotovoltaico è la rappresentazione grafica di come i pannelli solari, le stringhe e l’inverter sono collegati tra loro elettricamente. Non va confuso con lo schema di installazione meccanica dei pannelli (che riguarda le staffe e i supporti di fissaggio o la scelta tra tetto, terra o pergola): qui parliamo esclusivamente del percorso della corrente elettrica, dal singolo pannello fino al quadro di distribuzione.

Uno schema corretto serve a tre cose:

garantire che la tensione e la corrente in ingresso all’inverter restino entro i limiti dichiarati dal costruttore;
evitare perdite di produzione dovute a ombreggiamenti o disallineamenti tra pannelli;
rispettare le norme di sicurezza e connessione alla rete previste dalla Norma CEI 0-21, il riferimento tecnico italiano per la connessione in bassa tensione degli impianti di produzione, incluso il fotovoltaico (approfondimento di Assosolare).

Prima di disegnare uno schema, occorre conoscere i dati di targa di ciascun pannello (riportati nella scheda tecnica): tensione a vuoto (Voc), tensione al punto di massima potenza (Vmp), corrente di corto circuito (Isc) e potenza di picco (Wp). Questi valori, insieme alle dimensioni del pannello, determinano quanti moduli si possono collegare in serie o in parallelo su ciascuna stringa.

Collegamento in serie dei pannelli fotovoltaici

Nel collegamento in serie, il polo positivo di un pannello viene collegato al polo negativo del pannello successivo, formando una catena chiamata stringa. La corrente che attraversa la stringa è la stessa per tutti i pannelli, mentre le tensioni si sommano.

Formula di calcolo

Per n pannelli collegati in serie, con tensione nominale Vmp e corrente nominale Imp indicate in scheda tecnica:

Tensione totale della stringa: V_tot = n × Vmp
Corrente totale della stringa: I_tot = Imp (invariata)

Esempio pratico: 10 pannelli da 440 Wp con Vmp = 33 V e Imp = 13,3 A collegati in serie generano una stringa a circa 330 V e 13,3 A, per una potenza di circa 4,4 kWp — un dimensionamento tipico per un impianto da 3 kW o poco superiore.

Vantaggi e limiti del collegamento in serie

Il collegamento in serie riduce le perdite per effetto Joule sui cavi (a parità di potenza, una tensione più alta richiede una corrente più bassa) e permette di raggiungere più facilmente la finestra di tensione MPPT richiesta dall’inverter. Di contro, è molto sensibile all’ombreggiamento parziale: se anche un solo pannello della stringa viene ombreggiato, la produzione dell’intera stringa può ridursi drasticamente, a meno che i pannelli non siano dotati di diodi di bypass.

Collegamento in parallelo dei pannelli fotovoltaici

Nel collegamento in parallelo, tutti i poli positivi dei pannelli vengono uniti tra loro, così come tutti i poli negativi. La tensione resta quella del singolo pannello, mentre le correnti si sommano.

Formula di calcolo

Per n pannelli collegati in parallelo:

Tensione totale: V_tot = Vmp (invariata)
Corrente totale: I_tot = n × Imp

Questa configurazione richiede cavi di sezione maggiore per gestire correnti più elevate ed è meno comune come schema unico su impianti domestici, ma è la base del funzionamento dei sistemi con ottimizzatori di potenza o micro-inverter, dove ogni pannello (o piccolo gruppo) lavora in modo indipendente.

Vantaggi e limiti del collegamento in parallelo

Il grande vantaggio è la resilienza all’ombreggiamento: se un pannello produce meno per un’ombra temporanea, gli altri pannelli in parallelo continuano a produrre alla loro potenza nominale, senza trascinare in basso l’intera stringa. Il limite principale è la necessità di cavi più grossi e di protezioni (fusibili di stringa) dimensionate sulle correnti sommate, con un costo dei materiali generalmente più alto.

Collegamento misto (serie-parallelo): quando sceglierlo

Nella maggior parte degli impianti residenziali e commerciali italiani si utilizza uno schema misto: più pannelli vengono collegati in serie per formare una stringa a tensione adeguata all’inverter, e più stringhe vengono poi collegate in parallelo tra loro per aumentare la corrente complessiva e quindi la potenza totale dell’impianto.

Questo schema è quello consigliato quando:

l’impianto supera la potenza gestibile da una singola stringa in serie (es. tetti ampi, impianti condominiali o per aziende);
si vogliono orientare falde diverse del tetto su stringhe separate, ciascuna collegata a un ingresso MPPT dedicato dell’inverter;
si punta a un compromesso tra basse perdite sui cavi (tipiche della serie) e maggiore tolleranza all’ombreggiamento parziale (tipica del parallelo).

Un buon punto di partenza per dimensionare il numero di stringhe è calcolare la produzione attesa dell’impianto, come spiegato nella nostra guida al calcolo della produzione fotovoltaica.

Schema elettrico tipo di un impianto fotovoltaico

Uno schema elettrico tipo di un impianto fotovoltaico residenziale connesso alla rete (grid-tied) segue generalmente questo percorso:

Pannelli fotovoltaici collegati in stringhe (serie) → verificare compatibilità di potenza e corrente tra i moduli scelti, confrontando i modelli nella nostra guida ai migliori pannelli fotovoltaici.
Quadro di stringa (o scatola di giunzione), con fusibili e scaricatori di sovratensione, dove le stringhe in serie vengono collegate in parallelo tra loro.
Inverter fotovoltaico (uno o più ingressi MPPT), che converte la corrente continua (DC) prodotta dai pannelli in corrente alternata (AC) compatibile con la rete elettrica domestica. Chi valuta anche l’abbinamento con le batterie può approfondire il funzionamento dell’inverter ibrido fotovoltaico.
Quadro elettrico lato AC, con interruttore magnetotermico differenziale dedicato all’impianto fotovoltaico.
Eventuale sistema di accumulo (batteria), inserito lato DC o lato AC a seconda della tipologia di inverter: per approfondire, vedi la guida alle batterie di accumulo fotovoltaico.
Contatore di scambio e collegamento alla rete di distribuzione, secondo le regole tecniche di connessione previste dalla Norma CEI 0-21.

Per una spiegazione visiva del collegamento serie/parallelo con schemi grafici, è utile consultare anche l’approfondimento tecnico di BibLus-ACCA, tra le fonti più citate nel settore edile-impiantistico italiano.

Errori comuni da evitare nel collegamento dei pannelli

Mischiare pannelli con caratteristiche elettriche diverse nella stessa stringa (potenza, Vmp o Imp differenti): la stringa si adatta al pannello più debole, riducendo la resa complessiva.
Superare la tensione massima di ingresso dell’inverter: un numero eccessivo di pannelli in serie, soprattutto con basse temperature (che aumentano la Voc), può danneggiare l’inverter o farlo entrare in blocco di sicurezza.
Ignorare l’ombreggiamento parziale (comignoli, alberi, antenne): senza diodi di bypass o senza separare le stringhe per falda, anche un’ombra localizzata può penalizzare tutta la produzione.
Sottodimensionare la sezione dei cavi nelle configurazioni in parallelo, dove le correnti sommate richiedono cavi e protezioni più robusti.
Non rispettare le regole di connessione CEI 0-21 in fase di allaccio alla rete, con il rischio di dover rifare la pratica di connessione con il distributore.

Per questi motivi, la progettazione elettrica dello schema di collegamento va sempre affidata a un installatore qualificato o a un progettista abilitato, che verificherà anche la compatibilità con l’inverter fotovoltaico scelto e con l’eventuale impianto di accumulo.

Domande frequenti

Meglio collegare i pannelli fotovoltaici in serie o in parallelo?

Non esiste una risposta univoca: la serie riduce le perdite sui cavi e semplifica il raggiungimento della tensione richiesta dall’inverter, mentre il parallelo è più tollerante agli ombreggiamenti parziali. La maggior parte degli impianti domestici italiani utilizza uno schema misto, che combina i vantaggi di entrambe le configurazioni.

Posso collegare in serie pannelli fotovoltaici di potenza diversa?

È sconsigliato. In una stringa in serie la corrente è unica per tutti i moduli e si allinea al pannello con la corrente più bassa, penalizzando la produzione dell’intera stringa. Se si devono integrare pannelli di potenza diversa (ad esempio in un ampliamento di impianto), meglio dedicare loro una stringa separata su un ingresso MPPT dell’inverter.

Quanti pannelli fotovoltaici si possono collegare in serie su un inverter?

Dipende dalla finestra di tensione MPPT indicata nella scheda tecnica dell’inverter e dalla tensione a vuoto (Voc) del pannello scelto, che aumenta alle basse temperature. Il numero massimo va sempre calcolato con i valori di targa specifici dei componenti installati, non stimato in modo generico.

Cosa succede se lo schema di collegamento dei pannelli è sbagliato?

Nella migliore delle ipotesi si ottiene una produzione ridotta rispetto al potenziale dell’impianto; nella peggiore, si rischia di superare i limiti di tensione o corrente ammessi dall’inverter, con possibili danni ai componenti o interventi delle protezioni di sicurezza. Per questo lo schema va sempre validato da un tecnico abilitato prima dell’installazione.

Il collegamento dei pannelli fotovoltaici richiede un elettricista abilitato?

Sì. Oltre alla progettazione dello schema, il collegamento elettrico e l’allaccio alla rete devono essere eseguiti da un installatore qualificato, che rilascia la dichiarazione di conformità dell’impianto secondo le norme CEI vigenti, requisito necessario anche per l’accesso a eventuali incentivi.

Matteo

Appassionato di transizione energetica

Scrivo di pannelli solari, kit plug-and-play e risparmio energetico per chi vuole capire davvero prima di comprare. Non sono un ingegnere — sono qualcuno che ha passato molte ore a capire questo settore.

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