Come prevenire il degrado dei pannelli fotovoltaici
Prima di installare l’impianto fotovoltaico assicurati che abbia tutte le caratteristiche per vivere a lungo: scopri cos’è il degrado dei pannelli fotovoltaici e come prevenirlo
Ilario Zangari
Architetto
- Cos’è il degrado dei pannelli fotovoltaici o effetto PID
- Cause del degrado dei pannelli fotovoltaici
- Come prevenire il degrado dei pannelli fotovoltaici
Le celle fotovoltaiche sono il cuore degli impianti fotovoltaici e trasformano la luce solare in energia elettrica, riducendo i consumi e l’impatto ambientale degli edifici. Non sono eterne, ma col tempo si possono degradare, riducendo la capacità di trasformare l’energia solare in elettricità e causando un crollo della loro efficienza.
Prima di installare un impianto fotovoltaico è necessario informarsi anche su questo aspetto e soprattutto di tutte le modalità per prevenire il degrado dei pannelli fotovoltaici e riuscire a far funzionare più a lungo il proprio impianto.
Cos’è il degrado dei pannelli fotovoltaici o effetto PID
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Il fenomeno del degrado delle celle fotovoltaiche, conosciuto anche come effetto PID (Potential Induced Degradation) coincide con una diminuzione della potenza dei moduli fotovoltaici, che è di circa lo 0.5% all’anno e che nel tempo può arrivare a produrre il 70% di energia in meno rispetto a quella potenziale.
Il degrado si manifesta in due forme: reversibile (polarizzazione) e irreversibile (elettrocorrosione). La prima avviene quando i pannelli fotovoltaici operano con un potenziale negativo verso terra, si crea una tensione negativa elevata tra le celle del modulo e la cornice, solitamente collegata a terra. Questa tensione attira gli elettroni dai materiali delle celle, che si scaricano attraverso la cornice, causando una piccola corrente di dispersione. Questo spostamento degli elettroni interferisce con l’effetto fotovoltaico, riducendo le prestazioni delle celle.
L’elettrocorrosione rappresenta la forma irreversibile di degrado. La differenza di potenziale tra le celle e la cornice innesca la migrazione di ioni, come gli ioni di sodio, verso la superficie delle celle. Questo processo contamina le celle e le danneggia permanentemente, riducendo in modo irreversibile la loro efficienza.
Ma come si calcola il degrado dei pannelli fotovoltaici? Calcolare il degrado dei pannelli fotovoltaici non è possibile in modo assoluto perché incidono diversi fattori. Sicuramente è possibile conoscerne le cause e quindi prevenirlo.
Cause del degrado dei pannelli fotovoltaici
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Le cause del degrado PID possono essere classificate su tre livelli: sistema, modulo e cella.
A livello di sistema, i principali fattori che influenzano il PID includono la tensione operativa del modulo rispetto a terra e le correnti di dispersione indotte dal funzionamento dell’inverter fotovoltaico.
A livello di modulo, le proprietà dielettriche dell’incapsulante, tipicamente etilene vinil acetato (EVA), sono fondamentali. L’incapsulante deve essere progettato per limitare le correnti di dispersione, prevenire la polarizzazione e resistere alla penetrazione di molecole d’acqua. Inoltre, il processo produttivo gioca un ruolo cruciale: è essenziale controllare l’ambiente di assemblaggio, i tempi e le temperature di polimerizzazione e la pressione applicata in autoclave per eliminare aria e umidità residua.
A livello di cella, impattano la tendenza alla polarizzazione dello strato antiriflettente, in quanto alcuni strati antiriflettenti possono polarizzarsi più facilmente: bassi livelli di drogaggio; difetti nel reticolo cristallino, perché la presenza di difetti strutturali nel reticolo cristallino delle celle può favorire l’insorgenza del PID.
Come prevenire il degrado dei pannelli fotovoltaici
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Per prevenire l’effetto PID del fotovoltaico si può ricorrere ad alcuni accorgimenti. Innanzitutto, è importante optare per celle fotovoltaiche di alta qualità, come il silicio monocristallino, aggiungendo rivestimenti protettivi avanzati che evitano i danni dati da umidità, agenti chimici e radiazioni UV.
È cruciale affidarsi a esperti con esperienza comprovata. Infatti, una adeguata progettazione dell’impianto fotovoltaico evita ombreggiature e garantisce una buona ventilazione per dissipare il calore. Senza contare un montaggio dei moduli con l’angolazione e l’orientamento ottimali massimizza l’esposizione solare e aumenta la produttività.
Non bisogna poi dimenticare di effettuare una manutenzione regolare, quindi effettuare una pulizia periodica dei moduli per rimuovere polvere e detriti e ispezionare regolarmente l’impianto per individuare e correggere tempestivamente problemi come danni fisici o connessioni allentate. Installare barriere protettive e usare vetri temperati può proteggere i moduli da grandine, tempeste e forti venti. In aree soggette a condizioni abrasive, usare rivestimenti resistenti all’abrasione.
Se è necessario si possono aggiungere moduli bifacciali e sistemi di raffreddamento attivo in modo da ridurre lo stress sulle celle e minimizzare il degrado termico.
Insomma, quando si vuol installare un impianto fotovoltaico è molto importante puntare fin da subito sulla qualità del prodotto e sulla competenza del fornitore, senza dimenticare un progetto studiato nei particolari. E in seguito all’installazione è cruciale monitorare l’andamento della produzione e fare una adeguata manutenzione. Solo così l’impianto sarà produttivo più a lungo possibile.
