Efficienza energetica dei pannelli solari e degrado nel tempo

L'efficienza e la longevità dei pannelli sono fattori critici che modellano la sostenibilità nel settore solare. È essenziale comprendere l'equilibrio tra lo sfruttamento della luce solare per una conversione energetica ottimale e l'inevitabile degradazione. Oggi scopriamo l'efficienza dei pannelli solari e perché si degrada nel tempo.

Efficienza energetica dei pannelli solari e degrado nel tempo

Il processo di conversione della luce solare in energia elettrica rispetto alla capacità del solare fotovoltaico è chiamato efficienza energetica del pannello solare. È determinato dalla quantità di energia prodotta per unità di superficie. A una maggiore produzione di energia da una superficie specifica indica una maggiore efficienza, mentre una produzione energetica inferiore implica una proiezione di efficienza inferiore.

Tuttavia, dopo un po' di tempo, l'efficienza dei pannelli solari diminuisce, riducendone gradualmente la durata.

Migliori Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili afferma che il il tasso di degradazione è di circa lo 0.5% - 0.8% all'anno ma varia a seconda del modello, della marca e del tipo di pannelli.

Fattori che influenzano il degrado dei moduli fotovoltaici del pannello solare

1. Degradazione dovuta all'induzione della luce: Questo fenomeno riguarda i pannelli solari, la cui efficienza è temporaneamente ridotta all'esposizione primaria alla luce solare. Ciò è dovuto al movimento del boro e dell'ossigeno all'interno delle celle di silicio.

2. Degradazione dovuta all'induzione di potenziale: Il processo mediante il quale l'energia fotovoltaica nei pannelli solari viene generata dal flusso di corrente tra le celle e altri componenti provoca la perdita di prestazioni.

3. Degrado correlato all'invecchiamento: Dopo anni di funzionamento, i moduli fotovoltaici perdono le loro prestazioni a causa di fattori ambientali e stress termico.

4. Guasto del backsheet: Per un modulo fotovoltaico, il foglio posteriore funge da strato protettivo posteriore ed è costituito da materiale polimerico in polivinilfluoruro. Quando questo presenta una decolorazione, la formazione di bolle di delaminazione può portare alla degradazione.

Vedi anche: 10 modi per proteggere i pannelli solari dalla grandine

Calcolatore dell'efficienza del pannello solare

Per calcolare l'efficienza viene utilizzata la seguente formula 

Efficienza solare in percentuale (%) = ((Potenza massima /Area)/(1000)) * 100%

• La potenza massima è la quantità massima di energia in uscita dal pannello, espressa in watt (W).
• Per area si intende la superficie del pannello solare, espressa in metri quadrati (mq).

Ad esempio, la potenza massima di un pannello è di 200 W e la sua superficie è di 1 m².

Quindi, utilizzando la formula dell'efficienza energetica del pannello solare, abbiamo,

Efficienza (%) = ((200/1)/1000)*100% = 20%

Massima efficienza della cella solare

Il Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili (NREL) dell'Energia menziona nei suoi studi che il tasso di efficienza più elevato è 39.5%  per una cella solare a tripla giunzione.

Tuttavia, l'efficienza più elevata registrata per le celle solari è 47.1%, per celle solari a concentrazione multi-giunzione.

Nota: Questo record straordinario è stato stabilito in condizioni di laboratorio utilizzando luce altamente concentrata.

Perché l'efficienza dei pannelli solari è bassa?

Ecco alcuni motivi comuni responsabili delle basse proiezioni di efficienza dei pannelli solari:

1. Impatti sulla posizione: Se i pannelli solari vengono installati in regioni con scarsa luce solare o in aree spesso nuvolose, la luce ne compromette l'efficienza.

2. Difetti di fabbricazione: Al momento dell'acquisto, investire in pannelli di alta qualità per una durata a lungo termine; i pannelli di scarsa qualità sono soggetti a degradazione nel tempo.

3. Problemi dell'inverter: Anche l'inverter influisce sulle sue funzioni e può causare una riduzione della potenza in uscita.

4. Manutenzione:  Poiché i pannelli sono tenuti su una superficie aperta, si accumulano polvere, escrementi di uccelli o detriti che bloccano la luce solare. Pulire i pannelli molto spesso è essenziale per garantire le massime prestazioni.

5. Spreco tecnico: Le perdite di potenza nei cablaggi, nelle connessioni e nei componenti elettrici dell'impianto solare possono contribuire a ridurre l'efficienza.

6. Angolo di installazione: Questo è importante per l'impostazione del sistema di pannelli. Non mantenere un angolo ottimale o un orientamento errato ridurrà le possibilità di essere esposti alla luce solare, il che riduce l'efficienza.

Puoi anche controllare il Modi per aumentare l'efficienza del pannello.

Curva di degradazione del pannello solare

Il seguente grafico mostra il degrado dell'efficienza dei pannelli solari nel tempo, aiutandoci a comprenderne le prestazioni a lungo termine.

Grafico del costo dei pannelli solari nel tempo

Sin dalla sua comparsa, il costo dei pannelli solari ha subito un andamento al ribasso, rendendoli una fonte di energia naturale conveniente per l'umanità

Le seguenti tendenze generali descrivono i cambiamenti in costi del pannello col tempo.

1. Costi di apertura (1975 – 1990): Nei primi giorni la tecnologia dei pannelli solari era nuova e costosa. La produzione stessa costava di più e ci voleva tempo per raggiungere l'efficienza.

2. Rapida caduta dei costi (1990-2000): Con il miglioramento della tecnologia, anche la produzione è migliorata e gli incentivi governativi sono andati di pari passo. In questo periodo si verifica una graduale diminuzione dei costi.

3. Ulteriore calo dei costi (2000-2010): Con l'aumento della domanda, aumentò la concorrenza tra i produttori, che divennero così numerosi e determinarono un calo dei prezzi.

4. Maggiore convenienza (anni 2010-2020): La parità di rete, in cui il costo dell'elettricità solare è uguale o inferiore a quello dell'elettricità di rete convenzionale, la rende accessibile sia ai progetti residenziali che a quelli commerciali.

Questo è il grafico in cui è possibile visualizzare l'andamento dei costi nel corso degli anni.

Riferimento incrociato: Analisi dei costi di produzione solare

Le garanzie dei pannelli solari tengono conto della perdita di efficienza?

Si, i produttori forniscono garanzie che facilitano il mantenimento di almeno il 97.5% di efficienza dei pannelli dopo un anno e circa l'85% dopo 25 anni. Tuttavia, il calo di efficienza è diverso per ogni marchio solare.

Per riassumere, il graduale declino dell'efficienza o degradazione influisce sulle prestazioni a lungo termine dei pannelli solari. Dipende dai processi di fabbricazione; tuttavia, gli standard del settore spesso includono garanzie di degradazione che specificano la perdita di efficienza prevista in un certo numero di anni. Per accedere a più contenuti informativi di questo tipo, continua a leggere i nostri post del blog.

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