Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito essenzialmente dall’assemblaggio di più moduli fotovoltaici che sfruttano l’energia solare per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico, della necessaria componente elettrica (cavi) ed elettronica (inverter) ed eventualmente di sistemi meccanici-automatici ad inseguimento solare, ossia sistemi in grado di orientare i pannelli per ottenere il miglior irraggiamento.

Gli impianti fotovoltaici sono principalmente:

• impianti “ad isola” (detti anche “off-grid”): non sono connessi ad alcuna rete di distribuzione, per cui sfruttano direttamente sul posto l’energia elettrica prodotta e accumulata in un accumulatore di energia (batterie). Esistono anche in modelli provvisori, facilmente smontabili e trasportabili.
• impianti “connessi in rete” (detti anche grid-connected): sono impianti connessi ad una rete elettrica di distribuzione esistente e gestita da terzi e spesso anche all’impianto elettrico privato da servire;

Un caso particolare di impianto ad isola, detto “ibrido”, resta connesso alla rete elettrica di distribuzione, ma utilizza principalmente le sue fonti, una sola, o può avere una combinazione, ad esempio, fotovoltaico, eolico, gruppo elettrogeno, anche con l’aiuto di un accumulatore. Qualora nessuna delle fonti sia disponibile o l’accumulatore sia scarico, un circuito collega l’impianto alla rete elettrica per la continuità della fornitura.

Impianti fotovoltaici ad isola (off-grid)

Questa famiglia è al servizio di quelle utenze elettriche isolate da altre fonti energetiche, come la rete nazionale in CA (corrente alternata), che si riforniscono da un impianto fotovoltaico elettricamente isolato ed autosufficiente.

I principali componenti di un impianto fotovoltaico ad isola sono generalmente:

• campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
• batteria di accumulo o accumulatore, costituita da una o più batterie ricaricabili opportunamente connesse (serie/parallelo) deputata/e a conservare la carica elettrica fornita dai moduli in presenza di sufficiente irraggiamento solare per permetterne un utilizzo differito da parte degli apparecchi elettrici utilizzatori.
• domotica gestionale: una centralina può commutare automaticamente l’energia fra varie fonti rinnovabili (pannelli fv, eolici, generatori ecc. ecc) passando da uno all’altra o a batterie di accumulo ed infine anche al fornitore.
• regolatore di carica, deputato a stabilizzare l’energia raccolta e a gestirla all’interno del sistema in funzione di varie situazioni possibili;
• inverter altrimenti detto convertitore C.C./C.A., deputato a convertire la tensione continua (DC) in uscita dal pannello (solitamente 12 o 24/48 volt) in una tensione alternata (AC) più alta (in genere 110 o 230 volt per impianti fino a qualche kW, a 400 volt per impianti con potenze oltre i 5 kW).

L’accumulatore è in genere costituito da monoblocchi, o elementi singoli specificamente progettati per cariche e scariche profonde e cicliche. Negli impianti che devono garantire continuità di servizio anche alle più severe condizioni non sono, in genere impiegati accumulatori per uso automobilistico, che pur funzionando a dovere hanno bassa “vita utile” ossia tollerano un minor numero di cicli di carica e scarica rispetto ad accumulatori progettati e costruiti appositamente per questo tipo di impiego.

Il regolatore di carica è un dispositivo elettronico che possiede le seguenti funzionalità minime:

• sezionamento automatico del campo fotovoltaico (inteso come insieme di tutti i moduli) dalla batteria di accumulatori nel caso in cui la tensione erogata dai moduli sia inferiore a quella minima di ricarica degli accumulatori (cielo molto coperto, notte, guasti, interruzioni per manutenzioni ecc.); in questo caso i moduli si comporterebbero come dei carichi resistivi scaricando gli accumulatori;
• sezionamento automatico del campo fotovoltaico dagli accumulatori in caso di ricarica completa ed eventuale bypass della corrente prodotta dai moduli in modo da inviarla direttamente all’inverter nel caso ci sia richiesta di energia da parte degli apparecchi utilizzatori;
• sezionamento automatico del campo fotovoltaico dagli accumulatori in caso di scarica totale di questi ultimi (batteria ormai esaurita) ed eventuale bypass della corrente prodotta dai moduli in modo da inviarla direttamente all’inverter nel caso ci sia richiesta di energia da parte degli apparecchi utilizzatori.

Impianti fotovoltaici connessi in rete (grid-connected)

Questa famiglia identifica quelle utenze elettriche già servite dalla rete nazionale in AC, ma che immettono in rete tutta o parte della produzione elettrica risultante dal loro impianto fotovoltaico, opportunamente convertita in corrente alternata e sincronizzata a quella della rete, contribuendo alla cosiddetta generazione distribuita, ovvero produzione decentralizzata dell’energia.

I principali componenti di un impianto fotovoltaico connesso alla rete sono:

• campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
• cavi di connessione, componente spesso sottovalutata, devono presentare un’adeguata resistenza ai raggi UV ed alle alte temperature.
• quadro di campo, quadro in corrente continua costituito da eventuali diodi di blocco a protezione dalle possibili correnti inverse sulle stringhe, scaricatori per le sovratensioni e interruttori magnetotermici e/o fusibili per proteggere i cavi da eventuali sovraccarichi.
• inverter, deputato a stabilizzare l’energia raccolta, a convertirla in corrente alternata e ad iniettarla in rete;
• quadro di interfaccia, installato a valle dell’inverter ed equipaggiato di componenti necessari all’interfacciamento con la rete elettrica secondo le norme tecniche in vigore.

Impianti fotovoltaici “Plug and Play”

All’interno della famiglia degli impianti fotovoltaici connessi in rete si distinguono gli impianti “Plug and Play”, ovvero sistemi di taglia ridotta che possono essere collegati direttamente all’impianto elettrico dell’utente, tramite una spina, alla normale presa di corrente domestica 230V. Sono immediatamente utilizzabili senza particolari interventi tecnici o burocratici e contribuiscono al risparmio energetico dell’abitazione, sfruttando l’irraggiamento solare contestualmente disponibile.

Caratteristiche tecniche

La potenza nominale di un impianto fotovoltaico si considera generalmente come la somma dei valori di potenza nominale di ciascun modulo fotovoltaico di cui è composto il suo campo, e si intende come il valore in Watt di picco, indicato con il simbolo: Wp e multipli (kWp, MWp, …).

In entrambe le configurazioni di impianto, ad isola o connesso in rete, l’unico componente disposto in esterno è il campo fotovoltaico, mentre regolatore, inverter e batteria sono tipicamente disposti in locali tecnici predisposti.

L’energia prodotta è tanto maggiore quanto più l’impianto gode di un’esposizione favorevole all’irraggiamento solare, che è funzione dell’eliofania (durata effettiva dell’illuminazione solare diretta senza l’interposizione delle nuvole, in un dato periodo) e massima con determinati angoli di inclinazione rispetto ad un piano orizzontale al suolo e per esposizioni il più possibile verso sud.

Per massimizzare la captazione dell’irraggiamento solare si progettano e si realizzano moduli fotovoltaici ad inseguimento solare che adattano cioè l’inclinazione del pannello ricevente all’inclinazione dei raggi solari durante il giorno e la stagione.

La cella fotovoltaica (o cella solare) è il cuore dei sistemi di generazione di energia solare Si tratta di piccoli tasselli, utilizzati per comporre il puzzle dei più grandi moduli fotovoltaici. 

Composizione e funzionamento

La dimensione della cella si aggira sui 156 millimetri per lato, con un trend in aumento verso i 210 milimetri. Il materiale maggiormente utilizzato per la realizzazione di celle fotovoltaiche è il silicio. Grazie al fotovoltaico a film sottile è in corso una piccola rivoluzione per quanto riguarda le dimensioni e l’introduzione di nuovi materiali (silicio amorfo, tellururo di cadmio o diseleniuro di rame e di indio).

La struttura classica delle celle fotovoltaiche si basa su due strati, N e P, caricati rispettivamente in maniera negativa e positiva. A formare il circuito vi sono due strati formati da biossido di silicio e alluminio, mentre la superfice anti-riflettente è incaricata di favorire l’assorbimento della luce solare.

Il funzionamento della singola cella fotovoltaica può essere riassunto – a livello essenziale – nell’assorbimento di una particella di luce (il fotone) da parte della struttura. Quest’ultimo, entrato a contatto con lo strato P, rilascerà un elettrone, che a sua volta verrà convogliato verso il circuito dando vita all’energia elettrica. Ogni cella è connessa alle altre del modulo fotovoltaico attraverso nastrini metallici, in modo da formare opportuni circuiti in serie e in parallelo.

La tecnologia ad etero-giunzione di silicio amorfo e cristallino (Hetero Junction Technology – HJT) garantisce alte performance e un basso degrado del modulo fotovoltaico. Le celle al silicio hanno un limite teorico di efficienza tra il 28 e il 29% e un limite pratico del 26 – 27%. Questa performance può essere persino superata con il passaggio dalla cella in silicio alla cella Tandem, composta da due celle che permettono di migliorare le prestazioni e aumentare l’efficienza in più di un 30%

Il modulo fotovoltaico – indicato genericamente come pannello solare – è la ragnatela che cattura l’energia solare per avviarne il processo di trasformazione in energia sostenibile. Il materiale semiconduttore di cui è ricoperto – tendenzialmente silicio, elemento alla base delle singole celle solari – è sensibile alla luce e genera elettricità quando viene colpito dalla radiazione solare, grazie al fenomeno fisico conosciuto come effetto fotovoltaico.

Composizione, efficienza e durata 

I moduli fotovoltaici sono composti da singole celle fotovoltaiche unite tra loro. Per garantirne la corretta inclinazione e il giusto orientamento rispetto alla luce del sole, i moduli vengono alloggiati su apposite strutture di sostegno. Due morsetti d’uscita su ogni modulo raccolgono e trasferiscono la corrente generata ai sistemi di gestione della centrale solare.

L’efficienza di un modulo fotovoltaico viene quantificata come il rapporto tra la potenza elettrica in uscita dai morsetti e potenza della radiazione solare che colpisce la superficie del modulo. Il valore standard preso a riferimento per indicare l’irraggiamento solare è di 1.000 Watt/mq: se ogni metro quadrato viene colpito da 1.000 watt di energia solare, la percentuale di energia che viene effettivamente convertita in elettricità utilizzabile costituisce l’efficienza. La vita media di un modulo fotovoltaico si aggira attorno ai 30 anni. 

Monocristallino e policristallino

Le tipologie costruttive più comuni dei moduli fotovoltaici sono quelle in silicio monocristallino, policristallino e a film sottile:

• Silicio monocristallino: moduli di colorazione blu scura, quasi nera, le celle hanno i bordi smussati e sono costituiti da cristalli di silicio monocristallino, tutti orientati nella stessa direzione. In presenza di luce perpendicolare garantiscono una buona produzione di energia, con un’efficienza nell’ordine del 18-21%;
• Silicio policristallino: moduli di colore blu quasi cangiante, costituite da cristalli di silicio orientati in maniera non uniforme. Hanno un’efficienza inferiore (15-17%) se colpite perpendicolarmente dai raggi del sole, ma sfruttano meglio il rendimento nell’arco della giornata;
• Film sottile: moduli con minore efficienza, che si adattano a lavorare bene con luce diffusa o ad alte temperature.

Dimensioni dei pannelli

Le dimensioni dei moduli fotovoltaici possono variare in modo significativo, in base al tipo di tecnologia con cui sono realizzati e alle prestazioni che offrono in termini di efficienza, se si tratta di monocristallini o policristallini, di monofacciali o bifacciali, ecc. Quello delle dimensioni è un elemento importante, perché incide sullo spazio necessario a installare un impianto fotovoltaico.

In genere i pannelli di piccole dimensioni misurano circa 1,2 x 0,6 metri e quelli standard 1,65 x 1 metri. I pannelli più grandi si aggirano sui 2 x 1,1 metri.
Ma non c’è per forza una correlazione tra dimensioni e potenza del modulo: essa dipende da vari fattori, tra cui appunto il tipo di materiali che lo compongono.

Tecnologia Shingled

Tra le tecnologie e metodi di produzione di ultima generazione utilizzati per aumentare l’efficienza dei moduli fotovoltaici, troviamo la “Tecnologia Shingled”, che consiste in un metodo di produzione dei moduli fotovoltaici con celle a bordi sovrapposti.

Il termine “shingle” viene letteralmente tradotto con “scandole”, intendendo le scaglie o assicelle di legno che venivano usate, già dall’antichità, per coprire i tetti, e che oggi, seppur realizzate con altri materiali, richiamano la struttura delle tegole canadesi. Infatti, il concetto alla base delle shingled solar cells è lo stesso: come avviene con le tegole, queste celle vengono connesse l’una sull’altra in leggera sovrapposizione, evitando quindi di avere spazi tra le celle e consentendo un migliore utilizzo della superficie del modulo.

L’interconnessione delle celle elettriche dei comuni moduli industriali avviene utilizzando dei nastri (“ribbon”) che collegano il contatto “n” di una cella con il contatto “p” della cella successiva. Invece, con il metodo Shingled, si omettono i nastri e si collegano direttamente le celle solari con degli adesivi elettroconduttivi, ponendole leggermente sovrapposte. In questo modo, l’efficienza del modulo aumenta poiché l’area di spaziatura delle celle viene eliminata, con il risultato di una quota maggiore di area di cella attiva all’interno del modulo.
La tecnologia Shingled consente di inserire un numero maggiore di celle sul modulo fotovoltaico, e di conseguenza quasi il 100% della superficie del pannello è coperta da

Tecnologia Half cut cells

Letteralmente celle tagliate a metà. In questo modo si passa dagli attuali moduli standard a 60 o 72 celle da 6 pollici a 120 o 144 mezze celle. Il passaggio a questa nuova tecnologia permette l’aumento della potenza del singolo modulo e della producibilità, grazie ai seguenti fattori:

A) Maggiore tolleranza all’ombreggiamento

Nei moduli tradizionali le celle sono collegate in serie in una matrice 6 x 10 e l’effetto di un’eventuale ombra è mitigato dai 3 diodi di by-pass. Nell’eventualità in cui una cella non venga irraggiata come le altre, uno dei 3 diodi si attiva e la produzione del modulo viene garantita solo per 2/3 (un modulo da 300W potrebbe produrre 200W).

Considerando invece un modulo con 120 celle half-cut ci saranno 2 serie da 60 celle in parallelo aventi in comune i 3 diodi di by-pass. In questo modo se una cella viene ombreggiata solo 1/6 del modulo risentirà dell’ombra (un modulo da 300W potrebbe quindi produrre 250W).

B) Diminuzione delle perdite resistive

Nelle celle half cut, essendo la superficie metà rispetto alle celle intere, la corrente prodotta sarà anch’essa dimezzata e di conseguenza le perdite saranno ridotte di ¼ (essendo le perdite proporzionali al quadrato della corrente). Inoltre, con una minore corrente circolante nei bus bar, la temperatura del modulo sarà più bassa concorrendo così ad aumentarne la producibilità.

C) Minore possibilità di crack

In una cella a minore superfice i microcrack che si formano nel tempo influiranno meno e il modulo fotovoltaico manterrà le prestazioni più a lungo nel tempo.

Tecnologia PERC

La tecnologia PERC (acronimo di Passivated Emitter and Rear Cell) permette di aumentare le prestazioni e l’efficienza delle celle fotovoltaiche.

I moduli con tecnologia PERC sono realizzati con celle in silicio monocristallino e, soprattutto, si caratterizzano per uno strato posteriore passivante, in grado di riflettere e recuperare la luce non assorbita dal wafer. In questo modo è possibile ottimizzare la cattura degli elettroni, sfruttandone il maggior numero possibile per ogni cella e trasformando in elettricità una maggior quantità di energia solare.

Il silicio è un materiale molto impiegato nel campo del fotovoltaico, grazie ai suoi costi contenuti e alla semplicità di reperibilità e lavorazione. L’unica pecca riguarda gli elevati livelli di dispersione: ecco perché studi e ricerche si stanno concentrando su soluzioni che permettano di aumentare l’efficienza riducendo la dispersione. Le celle solari con tecnologia PERC permettono una maggiore possibilità di ricombinazione dei fotoni e, di conseguenza, un aumento dello spettro solare che viene assorbito dal modulo. I risultati ottenuti dall’utilizzo di questa tecnologia registrano un miglioramento complessivo dell’efficienza di circa l’1% in più rispetto al monocristallino convenzionale. Di conseguenza, stanno iniziando a diffondersi anche le celle bifacciali PERC.

Tecnologia N-Type TOPCon

La tecnologia N-Type TOPCon, acronimo di Tunnel Oxide Passivated Contact, rappresenta un passo avanti significativo nel settore dei pannelli solari.

TOPCon è una tecnologia avanzata che si applica alle celle solari per migliorarne l’efficienza complessiva. Questo metodo combina una serie di approcci per massimizzare la capacità di assorbire la luce solare e convertirla in energia elettrica.

La caratteristica distintiva della tecnologia TOPCon è la presenza di un contatto passivato tramite tunnel, che permette alle celle di catturare più fotoni e generare una corrente elettrica più elevata rispetto alle celle solari tradizionali.

La tecnologia N-Type TOPCon funziona sfruttando il principio del passaggio dei portatori di carica attraverso uno strato sottile di ossido. Questo strato, noto come “tunnel oxide,” è posto tra la superficie della cella solare e il materiale semiconduttore sottostante. Questo design consente una maggiore mobilità dei portatori di carica, riducendo le perdite di energia durante il passaggio attraverso la cella.

Inoltre, la tecnologia TOPCon offre una minore resistenza elettrica, consentendo una raccolta più efficiente dell’energia solare. Questa caratteristica è particolarmente importante in situazioni di scarsa luminosità o quando la luce solare incide su angoli meno favorevoli.

La tecnologia TOPCon offre una serie di vantaggi significativi nel settore dei pannelli solari:

1. Efficienza Elevata: Grazie al passaggio dei portatori di carica tramite uno strato sottile di ossido, i pannelli N-Type TOPCon raggiungono efficienze notevolmente superiori rispetto alle tecnologie tradizionali. Ciò significa una maggiore produzione di energia per la stessa area di pannelli.
2. Elevata Affidabilità: La ridotta resistenza elettrica e le perdite energetiche minori aumentano la durata e l’affidabilità dei pannelli solari TOPCon.
3. Bassa Temperatura di Esercizio: Questa tecnologia funziona in modo efficiente anche a temperature elevate, consentendo una produzione di energia stabile durante le giornate calde.
4. Adattabilità: I pannelli N-Type TOPCon si adattano bene a diverse applicazioni, inclusi i contesti urbani, i sistemi fotovoltaici residenziali e commerciali e le installazioni su larga scala.
5. Sostenibilità: Grazie all’aumento dell’efficienza e della produzione energetica, i pannelli TOPCon contribuiscono a una maggiore sostenibilità nell’ambito dell’energia solare.

Ore solari

L’energia prodotta da un pannello fotovoltaico cambia notevolmente nelle varie ore della giornata.

In una giornata di sole sgombra da nuvole, la produzione maggiore di energia si otterrà nelle ore centrali ed in particolare a mezzogiorno, ora in cui l’irraggiamento solare è massimo.

Nelle prime ore del mattino e in quelle tendenti alla sera, la produzione sarà continua ma notevolmente più bassa.In Italia, le zone geografiche che possiedono i più alti valori di giornate di sole sono:

• le fasce costiere dell’Arcipelago Toscano meridionale;
• il litorale della Sardegna;
• tutta la Puglia a sud di Bari;
• la parte costiera meridionale e occidentale della Sicilia.

In queste aree, le ore di sole annuali sono superiori a 2600, con una media di oltre 7 ore giornaliere. Quindi è logico dedurre che un impianto fotovoltaico a Lecce produca un quantitativo di energia superiore rispetto allo stesso impianto realizzato a Milano.

In ogni caso è pur sempre conveniente realizzare un impianto fotovoltaico perché ogni regione d’Italia possiede un’ottima quantità di ore solari tutto l’anno.

Stagioni

L’energia mensile prodotta da un impianto fotovoltaico varia di molto in base alle stagioni.

Con l’avvento della stagione autunnale e invernale, infatti, l’irraggiamento del sole si abbassa così come diminuiscono anche le ore complessive di luce.

Tuttavia, nei mesi primaverili e soprattutto in quelli estivi, sarà possibile godere di un ottimo irraggiamento solare in grado di far produrre ai pannelli addirittura più energia di quella che il fabbisogno giornaliero standard richiederebbe.

Tale energia in eccesso può essere immagazzinata con un sistema di accumulo e sfruttata successivamente.

Condizioni climatiche

Le condizioni ideali per un impianto fotovoltaico sono quelle delle giornate soleggiate in assenza totale di nubi.

Scontato dire che queste condizioni non sempre si verificano, in particolar modo nei periodi autunnali ed invernali.

Le nuvole infatti contrastano l’irraggiamento, influendo negativamente sulla capacità di produzione dei pannelli fotovoltaici.

Ad oggi per ottimizzare la produttività dell’impianto in presenza di pannelli parzialmente ombreggiati, si utilizzano gli ottimizzatori di potenza.

Orientamento della falda

Quando si decide di installare un impianto fotovoltaico, uno dei primi rilevamenti effettuati dal tecnico incaricato del sopralluogo è quello di verificare l’orientamento della falda del tetto.

Senza dubbio il miglior orientamento per lo sfruttamento di un fotovoltaico è quello di una falda esposta a sud, la quale è soggetta ad un maggiore irraggiamento durante l’arco della giornata.

Naturalmente è sempre possibile installare un impianto fotovoltaico su falde orientate sia a nord che ad est-ovest o combinazioni di queste, prendendo i dovuti accorgimenti al fine di garantire la produzione di energia elettrica annua per il fabbisogno energetico di cui si ha bisogno.

La falda ad est, infatti, garantisce una maggiore produzione durante le ore diurne. Al contrario la falda ovest ha un miglior rendimento durante le ore prossime al tramonto.

Inclinazione della falda

L’inclinazione della falda migliore per un impianto fotovoltaico è quella compresa tra 25° e 30°.

Anche in questa fase il tecnico incaricato al sopralluogo rileverà le misure al fine di applicare eventuali ottimizzazioni, ad esempio prevedendo l’installazione di una struttura che vada a diminuire od aumentare l’inclinazione.

Qualità dei componenti

La qualità dei singoli componenti dell’impianto è fondamentale per ottenere un rendimento stabile e duraturo nel tempo. Bisogna infatti considerare che ogni anno i pannelli fotovoltaici sono soggetti ad una graduale perdita di efficienza per via dell’usura.

Motivo per cui bisogna sempre veicolare l’investimento verso impianti formati da inverter e pannelli fotovoltaici di qualità in grado di garantire con certificazioni provate un’elevata efficienza nel tempo

Nell’ambito della progettazione, il dimensionamento di un impianto domestico si fa usualmente tenendo in conto: 

• la potenza media desiderata o necessaria a coprire un certo fabbisogno (ad es. se si vuole solamente coprire parzialmente o totalmente i propri consumi elettrici (kWh/annuo) (sottodimensionamento o dimensionamento pari al fabbisogno) oppure disporre di un surplus aggiuntivo di energia da vendere con relativo guadagno (sovradimensionamento);
• le condizioni di insolazione del luogo di installazione strettamente dipendenti dall’eliofania del posto a sua volta dipendente principalmente dalla latitudine, dall’esposizione, inclinazione e superficie disponibile, dalle condizioni medie di nuvolosità, dalle perdite (efficienza) dell’inverter.
• le ore equivalenti di funzionamento intese come rapporto tra la produzione e la potenza di picco (kWh/kW) che in Italia si aggira intorno alle 1200 ore/anno

Da tutti questi fattori si risale alla misura della superficie di pannelli fotovoltaici necessaria a soddisfare le specifiche di impianto in termini di produzione richiesta, pervenendo di conseguenza ad una primitiva stima complessiva del costo di impianto, cui andranno poi aggiunti i costi delle componenti elettriche ed elettroniche (cavi e inverter) e i costi di installazione.

In tutti i casi risulta necessaria una valutazione o studio di fattibilità economica che valuti la realizzabilità tecnica e la convenienza economica ovvero costi e ritorni dell’investimento in base all’energia elettrica annuale stimata prodotta e ai tempi inevitabili di dismissione dell’impianto (lifetime).

Potenza nominale

Identifica la potenza (Wp) in grado di erogare il pannello sotto determinate condizioni (STC standard test conditions), ovvero un irraggiamento di 1.000W/mq con temperatura di 25°C e distribuzione spettrale AM (indice di massa d’aria) pari a 1,5. Tutti i produttori testano i pannelli in queste condizioni e sono riconosciute universalmente.

Tipologia delle celle

Le celle solari possono essere realizzate con diversi materiali, quelli più utilizzati sono il silicio policristallino e il silicio monocristallino. Le celle in silicio monocristallino sono ottenute dal taglio di un singolo cristallo di silicio, sono più efficienti delle celle in silicio policristallino ma costano di più. Le cella solare a film sottile è realizzata tramite la deposizione del materiale semiconduttore su un supporto di tipo vetroso, che può essere silicio amorfo, tellururo di cadmio e solfuro di cadmio.

Garanzia

È molto importante controllare l’esistenza della garanzia sul prodotto (difetti di conformità e di fabbricazione dei pannelli) e garanzia sul rendimento, in cui il produttore assicura che, col passare del tempo, la produzione del pannello non scenderà mai sotto una percentuale stabilita.

Efficienza del pannello

Indica la quantità di energia solare che un pannello riesce a trasformare in energia elettrica, considerando una condizione di irraggiamento di 1.000 W/mq che colpisce la sua superficie. L’energia che fornisce il sole alla soglia dell’atmosfera terrestre e 1.367 W/mq.

Tolleranza della potenza

La potenza nominale dei pannelli fotovoltaici può subire delle piccole variazioni in fase di fabbricazione. Tanto minore è la tolleranza dichiarata dal produttore, tanto più le prestazioni saranno stabili e prevedibili.

NOCT

È la temperatura che la cella raggiunge alle condizioni nominali di funzionamento (irraggiamento 800W/mq e temperatura 20°C). Questo dato indica la capacità della cella di smaltire il calore. Dato che all’aumentare della temperatura la cella produce meno, è bene scegliere un valore NOCT basso. Per zone molto calde questo è un dato molto importante. A tal proposito è bene controllare anche il coefficiente di temperatura per la potenza, espresso in %/°C. È un coefficiente negativo e ci indica la percentuale di diminuzione della potenza in base alla temperatura ambiente. Tanto più il valore è basso e tanto migliore è il pannello.

La manutenzione dell’impianto fotovoltaico è fondamentale per evitare che i pannelli possano perdere la loro efficienza e ridurre la quantità di energia generata per la casa.

La manutenzione ordinaria di un impianto fotovoltaico

La manutenzione ordinaria, che può svolgere qualsiasi proprietario, serve a mantenere l’impianto pulito e consta di poche e semplici regole:

• Pulizia dei pannelli solari: sul mercato si trovano una serie di kit fai da te, composti da spazzole e detergenti, per pulire i pannelli solari, ma alcune incrostazioni di polvere e foglie potrebbero richiedere un trattamento più accurato. Se l’impianto si trova in prossimità del mare, di una zona particolarmente alberata o di un’area industriale, la frequenza della pulizia dovrà essere maggiore.
  La raccomandazione, con le macchie più difficili da togliere, è quella di affidarsi o una ditta specializzata o alla ditta che ha installato l’impianto. In caso si abitasse in zone nevose, è importante rimuovere la neve che si deposita sui pannelli. La neve, infatti, impedisce l’attività fotovoltaica ai pannelli.
• Monitorare il rendimento dei pannelli solari: installare un sistema di monitoraggio per tenere d’occhio le prestazioni dei pannelli solari è sempre utile. Quando la performance non è in linea con le indicazioni fornite dal produttore, significa che è necessaria una manutenzione.

La manutenzione straordinaria di un impianto fotovoltaico

Mentre la manutenzione ordinaria può essere eseguita dal proprietario dell’impianto, quella straordinaria deve essere necessariamente effettuata da un tecnico specializzato. Se non ci sono segnalazioni di decadimento delle prestazioni, ogni 2/3 anni è bene effettuare un controllo per verificare che l’impianto funzioni in sicurezza e che non ci siano cedimenti strutturali.

La manutenzione straordinaria comprende tutte quelle operazioni di controllo e pulizia che non possono essere eseguite dal proprietario dell’impianto sia perché pericolose, sia perché richiedono delle competenze e delle strumentazioni specifiche.

I motivi per affidarsi sempre a tecnici certificati sono diversi:

• una manutenzione periodica con un tecnico può garantire il massimo rendimento e assicurare una lunga vita all’impianto;
• in caso di guasto o anomalie, soltanto un professionista specializzato ha le competenze adeguate per riparare i componenti;
• quasi sempre i pannelli si installano sui tetti: tentare di raggiungerli per gli utenti può essere imprudente;
• sempre in materia di sicurezza, è il caso di ricordare che gli impianti sono collegati alla rete elettrica: maneggiare le diverse parti dell’impianto può essere pericoloso.