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1) IL DEGRADO NEL TEMPO DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Raramente un impianto fotovoltaico produce la quantità di energia elettrica nominale prevista da progetto, cioè calcolata per il sito in cui è collocato, nonché per le tecnologie e per gli specifici componenti e design utilizzati. Infatti, nelle condizioni reali sono molti i fattori che interferiscono causando nel corso degli anni una significativa perdita nella produttività annua, e facendo quindi calare sempre più il ritorno sull'investimento (il cosiddetto ROI). Per contrastare in parte il declino, dunque, nei grandi impianti occorre adottare fin dai primi anni opportuni e avanzati interventi di "bilanciamento del sistema", noto come BOS (balance of system), oltre che di manutenzione e aggiornamento. 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.   





2) COME CONFRONTARE LA QUALITÀ DEGLI IMPIANTI

La "differenza" fra rendimento produttivo atteso di un impianto fotovoltaico e rendimento effettivo è espressa dal cosiddetto rapporto di performance del sistema, che è il rapporto fra l'energia annua realmente prodotta e quella (massima, se espressa con una forbice) attesa "nominalmente", cioè assumendo condizioni di test standard (1000 W/m² e 25°C). Pertanto, il rapporto di performance costituisce un eccellente parametro per misurare la qualità complessiva di un impianto fotovoltaico, perché include le inefficienze di tutti i componenti e delle loro interazioni, ed inoltre è completamente indipendente dall'irraggiamento del Sole, per cui permette il confronto fra loro di sistemi siti in qualsiasi posto del mondo. Secondo le ricerche effettuate sul campo da istituzioni indipendenti, il rapporto di performance di un nuovo sistema fotovoltaico è, mediamente, del 77% e cala dell'1% l'anno, per cui dopo 20 anni rende l'80% di quanto faceva inizialmente (i singoli pannelli calano nel frattempo solo dell'80-90%).

3) L'INFLUENZA DEI CLIMI CALDI SULL'EFFICIENZA

La potenza nominale dei pannelli fotovoltaici - il valore che viene usato per "predire" nel business plan la quantità di energia elettrica che verrà prodotta in un anno da un impianto si riferisce di solito alle cosiddette condizioni di test standard, cioè a un radiazione solare di 1.000 W/m², a una densità dell'aria di 1,5 e ad una temperatura delle celle fotovoltaiche di 25°C. In molti casi, tuttavia, occorrerebbe considerare le condizioni di temperatura di lavoro reali. I coefficienti termici dei pannelli, infatti, variano in maniera considerevole a seconda di quale tecnologia fotovoltaica si consideri. Il coefficiente termico per i pannelli cristallini (cioè mono- o policristallini) è il più alto di tutti, ed è dello 0,5% /°C: vale a dire che l'efficienza del pannello cala del 5% ogni 10°C di temperatura più alta o più bassa di quella standard di 25°C. Quindi, in zone relativamente calde come il Sud Italia, dove si possono trovare temperature di cella di 60°, il calo rispetto ai valori di potenza nominali è elevato, potendo raggiungere il 17-18%.    

4) EFFICIENZA DEI PANNELLI FOTOVOLTAICI TRADIZIONALI

Un pannello fotovoltaico - detto anche, comunemente, "pannello solare" perché utilizza la luce del Sole - è l'elemento base di ogni impianto fotovoltaico. Esso consiste di un insieme di celle fotovoltaiche opportunamente collegate fra loro. A seconda del tipo di cella utilizzata, si possono distinguere quattro principali tipi di pannelli fotovoltaici: pannelli monocristallini, pannelli policristallini, pannelli a film sottile, pannelli a concentrazione. L'efficienza dei pannelli fotovoltaici varia molto a seconda della tecnologia della cella, e per i tipi "normali" (cioè monocristallini, policristallini, film sottile) dipende dalla temperatura ambiente: più quest'ultima è alta e più l'efficienza si riduce. Mentre, per gli innovativi pannelli a concentrazione basati sulle moderne celle multigiunzione, l'efficienza aumenta al crescere del livello di concentrazione della luce. Si tenga presente, infine, che per svariate ragioni l''efficienza effettiva di un pannello è sempre inferiore a quella delle celle fotovoltaiche che lo compongono.




5) L'EFFICIENZA DEI PANNELLI A CONCENTRAZIONE

Quando leggiamo l'informazione, peraltro corretta, che un cella a concentrazione ha un'efficienza - cioè una capacità di conversione della luce in elettricità - del 40% (cioè circa 3 volte quella di una normale cella al silicio con un'efficienza del 12-15%), non significa che quella è l'efficienza del pannello. Infatti, come per qualsiasi tipo di pannello fotovoltaico, a causa delle perdite ottiche ed elettriche l'efficienza del pannello è più bassa di quella della cella, e con i pannelli a concentrazione tale differenza è ancora più marcata: dunque, se una cella a concentrazione ha un'efficienza del 40% il pannello basato su di essa oggi l'ha solo del 25% (cioè circa 2 volte quella di una cella normale). Tuttavia, il sistema di inseguimento biassiale dei sistemi a concentrazione aumenta del 40% l'energia prodotta, quindi l'efficienza del pannello va moltiplicata per il fattore 1,4 X, ottenendo un efficienza del sistema pari al 35%, per cui alla fine comunque il pannello risulta circa 3 volte più efficiente di uno normale.    

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