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, in relazione alla capacità dei pannelli fotovoltaici, è chiamato efficienza energetica del pannello solare. Essa è determinata dalla quantità di energia prodotta per unità di superficie. Una maggiore produzione di energia per unità di superficie specifica indica una maggiore efficienza, mentre una minore produzione di energia implica una minore efficienza prevista.

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

Il Laboratorio Nazionale per le Energie Rinnovabili afferma che il tasso di degrado si aggira tra lo 0.5% e lo 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 luminosa: questo fenomeno interessa i pannelli solari, nei quali l'efficienza si riduce temporaneamente in seguito alla prima esposizione alla luce solare. Ciò è dovuto al movimento del boro e dell'ossigeno all'interno delle celle di silicio.

2. Degradazione dovuta a induzione di potenziale: Il processo per cui nei pannelli fotovoltaici si origina il flusso di corrente tra le celle e gli altri componenti provoca una perdita di prestazioni.

3. Degrado dovuto 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: Nei moduli fotovoltaici, il backsheet funge da strato protettivo posteriore ed è costituito da un materiale polimerico in fluoruro di polivinile. Quando questo si scolorisce, la formazione di bolle di delaminazione può portare al degrado del modulo.

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 National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia statunitense afferma nei suoi studi che il tasso di efficienza più elevato per una cella solare a tripla giunzione è del 39.5% .

Tuttavia, l'efficienza più elevata mai registrata per le celle solari è del 47.1%, per le celle solari a concentrazione multigiunzione.

Nota: questo straordinario record 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. Impatto della posizione: Quando i pannelli solari vengono installati in regioni con scarsa luce solare o in zone frequentemente nuvolose, la luce influirà sull'efficienza.

2. Difetti di fabbricazione: al momento dell'acquisto, investite in pannelli di alta qualità per una maggiore durata nel tempo; i pannelli di scarsa fattura sono soggetti a deterioramento nel corso del tempo.

3. Problemi con l'inverter: Anche l'inverter influisce sul suo funzionamento e può causare una riduzione della potenza erogata.

4. Manutenzione: Poiché i pannelli sono installati su una superficie esposta, si accumulano polvere, escrementi di uccelli o detriti che bloccano la luce solare. Pulire frequentemente i pannelli è essenziale per garantire prestazioni ottimali.

5. Sprechi tecnici: le perdite di potenza nel cablaggio, nei collegamenti e nei componenti elettrici dell'impianto solare possono contribuire a una riduzione dell'efficienza.

6. Angolo di installazione: Questo è importante per l'installazione del sistema a pannelli. Non mantenere un angolo ottimale o un orientamento errato ridurrà le possibilità di essere esposti alla luce solare, con conseguente diminuzione dell'efficienza.

Puoi anche consultare la sezione " Modi per aumentare l'efficienza del pannello".

Curva di degradazione del pannello solare

Il grafico sottostante mostra il degrado dell'efficienza dei pannelli solari nel tempo, il che ci aiuta 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 le variazioni dei costi dei pannelli nel corso del tempo.

1. Costi iniziali (1975-1990): Nei primi tempi la tecnologia dei pannelli solari era nuova e costosa. La produzione stessa costava di più e ci volle del tempo per raggiungere l'efficienza.

2. Rapida diminuzione 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 è registrata una graduale diminuzione dei costi.

3. Ulteriore calo dei costi (2000-2010): Con la crescita della domanda, è aumentata la concorrenza tra i produttori, che sono diventati più numerosi, portando a una conseguente riduzione dei prezzi.

4. Maggiore accessibilità economica (anni 2010-2020): Parità di rete, in cui il costo dell'elettricità solare è pari o inferiore a quello dell'elettricità convenzionale della rete; ciò la rende accessibile sia ai progetti residenziali che 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 dei pannelli solari

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

Sì , i produttori offrono garanzie che assicurano ai pannelli di mantenere almeno il 97.5% di efficienza dopo un anno e circa l'85% dopo 25 anni. Tuttavia, il calo di efficienza varia a seconda della marca dell'impianto 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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