Fotovoltaico: Degrado dei pannelli solari e d impatto sulla produzione

Come tutte le cose anche i pannelli solari non durano in eterno, questo a discapito della produzione di energia e conseguente calo del risparmio energetico.
Durata dei pannelli solari

I pannelli solari attualmente hanno una durata stimata di circa 80 anni, in questo periodo però e plausibile un calo di efficienza e produzione dell’1% l’anno. I migliori pannelli fotovoltaici sul mercato hanno un calo delle prestazioni del 10% dopo 20 anni e del 20% dopo 40 anni, che è un risultato molto soddisfacente. Anche le ricerche effettuate dall’ENEA (Ente Nazionale per le Energie Alternative) hanno dimostrato l’ancora eccellente rendimento (87%) di moduli fotovoltaici installati all’aperto ben 30 anni fa presso il Centro ricerche Casaccia, vicino Roma. Pur apparendo in buone condizioni, un pannello solare sottoposto a luce UV presenta col tempo il suo reale stato

Pannelli degradati sottoposti a luce UV

 

Cause di invecchiamento dei pannelli

L’invecchiamento dei moduli fotovoltaici può produrre, nel corso del tempo, il guasto di alcuni di essi, mettendoli parzialmente o totalmente fuori uso. Normalmente, nei primi 20 anni di vita operativa di un impianto fotovoltaico la percentuale di pannelli che si guastano, è inferiore al 2%, ma può aumentare in maniera significativa nei 20 anni successivi. Le cause di invecchiamento e di guasto sono numerose: limitandoci a quelle più facilmente visibili a un’osservazione macroscopica, possiamo menzionare le fessurazioni che si creano nella lamina di tedlar che sigilla il lato posteriore del pannello solare, e l’imbrunimento dei moduli. Quest’ultimo è dovuto all’azione dei raggi ultravioletti, che decompongono lo strato di resina a protezione delle celle, liberando agenti ossidanti che ossidano i contatti metallici sulle celle, che a loro volta contribuiscono a opacizzare lo strato di resina, riducendone la trasparenza.

Il costo iniziale di un pannello solare determina la qualità e la produzione nel tempo. Un pannello di bassa qualità col tempo non produce abbastanza per ripagarsi.

Differenza di produzione tra diversi pannelli solari

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Possibili danni

Gli impianti fotovoltaici, essendo dislocati su spazi aperti, possono essere colpiti da fulmini che (specie se si trova in alta montagna o ha una superficie molto estesa) o cadano in prossimità della struttura. Nel primo caso, gli effetti possono essere devastanti: moduli fotovoltaici e dispositivi elettronici fuori uso, cavi da sostituire, componenti da verificare. Nel secondo caso, gli effetti di un fulmine sono meno pericolosi, tuttavia si tratta di un’eventualità più frequente ed è comunque in grado di causare danneggiamenti alle apparecchiature elettroniche se non si sono prese le opportune precauzioni.

La grandine è più infida, anche se apparentemente non vediamo danni, può creare delle crepe interne ed interrompere i contati causando un calo di produzione. In caso di grandinata è quindi consigliabile verificare eventuali cali di produzione

Produzione di un Impianto fotovoltaico

La Produzione energetica di un impianto fotovoltaico – cioè l’energia elettrica prodotta – dipende essenzialmente dai seguenti fattori: (1) la radiazione solare incidente sul sito di installazione; (2) l’orientamento e l’inclinazione della superficie dei moduli; (3) la presenza di ombreggiamenti o sporco; (4) le prestazioni tecniche dei componenti dell’impianto (moduli, inverter, etc.). Ad esempio, per un impianto fotovoltaico da 1 kWp di potenza nominale, con orientamento ed inclinazione ottimali, assenza di ombreggiamento, in Italia è possibile stimare le seguenti producibilità annue massime: regioni settentrionali: 1.000– 1.200 kWh/anno; regioni centrali: 1.200–1.300 kWh/anno; regioni meridionali: 1.400–1.500 kWh/anno. Una stima precisa e personalizzata dell’elettricità prodotta deve invece tener ben conto dei vari fattori citati. Può essere utile sapere che il consumo elettrico annuo medio di una famiglia italiana è pari a circa 3.000 kWh.

Produzione energetica territoriale

Prestazioni di un impianto fotovoltaico

In condizioni reali sono molti i fattori che interferiscono causando nel corso degli anni una significativa perdita nella produttività di un impianto fotovoltaico, e facendo quindi calare sempre più il ritorno sull’investimento.  Tra i fattori che contribuiscono al degrado delle prestazioni del sistema, e su cui può essere necessario intervenire, vi sono: fattori ambientali – quali ombreggiamenti, nuvole, polvere e detriti, inquinamento – e di efficienza del sistema, come degrado delle celle e dei moduli, sbilanciamento stringa-stringa, disallineamenti ottici, etc. Con il tempo le sottili linee di metallo serigrafato nella cella, sono soggette a corrosione, le giunzioni tra celle sono sottoposte a forte stress meccanico, dovuto da escursioni caldo freddo. In questo caso sono consigliabili pannelli che utilizzano tecnologie di ammortizzazione.

Cella con ammortizzatori             
Cella senza ammortizzatori

 

 

 

 

 

 

 

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