Se hai installato o stai pensando di installare un impianto fotovoltaico sulla tua casa o sulla tua azienda, ti sarai sicuramente chiesto quanto durano i pannelli fotovoltaici che ti permettono di produrre energia pulita ed economica. In questo articolo ti spieghiamo tutto quello che devi sapere sulla durata dei pannelli fotovoltaci, quali sono i fattori che influenzano la loro vita utile, come effettuare una corretta manutenzione e quando è necessario sostituire l’inverter, il dispositivo che converte la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata utilizzabile dalla rete.
Cos’è un impianto fotovoltaico e come funziona
Se hai letto il mio articolo precedente, dovresti già sapere come funziona un impianto fotovoltaico. Se invece non lo sai ancora ti invito a leggere l'articolo relativo che lo spiega nel dettaglio: Come funziona un impianto fotovoltaico
Brevemente, come ho detto nell'articolo, un impianti ha bisogno di questi componenti base per poter funzionare:
- I pannelli fotovoltaici, che sono formati da celle di materiale semiconduttore (solitamente silicio) che assorbono la luce solare e generano una differenza di potenziale elettrico tra le due facce;
- L’inverter, che è un dispositivo elettronico che converte la corrente continua prodotta dai pannelli in corrente alternata compatibile con la rete elettrica;
Un impianto fotovoltaico può essere collegato alla rete elettrica o funzionare in modo autonomo. Nel primo caso, l’energia prodotta in eccesso rispetto al fabbisogno viene immessa nella rete e remunerata secondo le tariffe previste dallo Stato (scambio sul posto o ritiro dedicato). Nel secondo caso, l’energia prodotta viene accumulata in apposite batterie per essere utilizzata quando il sole non splende.
Quanto durano i pannelli fotovoltaici?
La vita utile dei moduli
I pannelli fotovoltaici sono progettati per durare a lungo e resistere alle intemperie. La loro vita utile dipende dal tipo di tecnologia utilizzata, dal livello di qualità dei materiali e dalla modalità di installazione. In generale, si può dire che i pannelli fotovoltaici hanno una durata media di circa 30 anni, ma con una manutenzione corretta e regolare ed una pulizia ad ogni momento di necessità è possibile che i pannelli fotovoltaici siano considerevolmente più duraturi.
Personalmente, il mio primo impianto fotovolatico è stato installato quasi vent'anni fa e produce quasi ancora come allora. Ho cambiato solo l'inverter.
Il calo delle prestazioni nel tempo
Tuttavia, bisogna tenere conto che i pannelli fotovoltaici non mantengono la stessa efficienza nel tempo. Infatti, a causa dell’invecchiamento dei materiali e dell’esposizione ai raggi UV, i moduli subiscono un progressivo calo delle prestazioni, che si traduce in una minore produzione di energia.
Questo fenomeno è chiamato degradazione ed è misurato attraverso il parametro della perdita annua di potenza. In media, si stima che i pannelli fotovoltaici perdano circa lo 0,5% della loro potenza nominale ogni anno, ma questo valore può variare a seconda della qualità dei moduli e delle condizioni ambientali. Per questo motivo, è importante scegliere pannelli fotovoltaici certificati e garantiti dai produttori per almeno 25 anni.
Quali sono le cause di guasto dei pannelli fotovoltaici
L’invecchiamento dei materiali
Come abbiamo visto, i pannelli fotovoltaici sono soggetti a un naturale processo di invecchiamento che ne riduce l’efficienza nel tempo. Tuttavia, questo non significa che i moduli siano immuni da possibili guasti o danni che possono compromettere il loro funzionamento. Alcune delle cause più comuni di guasto dei pannelli fotovoltaici sono:
- La rottura del vetro o del telaio a causa di urti accidentali o eventi atmosferici (grandine, neve, vento);
- La formazione di crepe o microfratture nelle celle a causa di stress termico o meccanico;
- La perdita di tenuta del sigillante che protegge le celle dall’umidità e dall’ossidazione;
- La degradazione della giunzione tra le celle e i cavi elettrici a causa di vibrazioni o corrosione;
- La presenza di difetti di fabbricazione o di installazione che possono causare cortocircuiti o surriscaldamenti.
Questi problemi possono essere rilevati attraverso una diagnosi accurata dell’impianto, che può essere effettuata con strumenti specifici come il tester, il termografo o la telecamera infrarossa.
In caso di guasto dei pannelli fotovoltaici, è necessario rivolgersi a un tecnico qualificato per la riparazione o la sostituzione dei moduli danneggiati.
Le condizioni ambientali
Oltre all’invecchiamento dei materiali e ai possibili guasti, un altro fattore che può influire sulla durata dei pannelli fotovoltaici è il contesto ambientale in cui sono installati. Infatti, le condizioni climatiche e geografiche possono avere un impatto sia sulla produzione che sulla conservazione dell’energia solare. Alcuni degli aspetti da considerare sono:
- L’irraggiamento solare: è la quantità di energia solare che raggiunge una superficie per unità di tempo e dipende dalla latitudine, dalla stagione e dalle ore di luce. Maggiore è l’irraggiamento solare, maggiore è la produzione di energia;
- La temperatura: è il grado di calore dell’aria e della superficie dei pannelli. La temperatura influisce sul rendimento dei moduli, che tende a diminuire al crescere della temperatura stessa. Per questo motivo, è importante garantire una buona ventilazione dei pannelli e scegliere moduli con un basso coefficiente termico;
- L’inclinazione e l’orientamento: sono gli angoli rispetto ai quali i pannelli sono posizionati sul tetto o sul terreno. L’inclinazione e l’orientamento influiscono sull’esposizione dei moduli alla luce solare e quindi sulla loro efficienza. In generale, si consiglia di orientare i pannelli verso sud (nell’emisfero boreale, il nostro) e inclinarli in modo da massimizzare l’irraggiamento solare annuo;
- L’ombreggiatura: è la presenza di ostacoli che impediscono alla luce solare di raggiungere i pannelli (alberi, edifici, nuvole). L’ombreggiatura riduce la produzione di energia e può causare fenomeni indesiderati come il punto caldo (hot spot), ovvero il surriscaldamento di una parte del modulo a causa della differenza di potenziale tra le celle esposte e quelle in ombra. Per evitare questo problema, è importante scegliere una posizione adeguata per i pannelli e dotarli eventualmente di dispositivi come i bypass o gli ottimizzatori.
Come effettuare la manutenzione dei pannelli fotovoltaici
La pulizia dei moduli
Uno degli interventi più semplici e importanti per garantire la durata e l’efficienza dei pannelli fotovoltaici è la loro pulizia periodica. Infatti, la presenza di polvere, foglie, escrementi di uccelli o altri residui sulla superficie dei moduli può ridurre l’irraggiamento solare e quindi la produzione di energia.
Per questo motivo, è consigliabile pulire i pannelli almeno una volta all’anno, preferibilmente in primavera o in autunno. La pulizia può essere effettuata con acqua e un detergente neutro (senza alcool o solventi) e con una spugna morbida o un panno che non graffi il vetro.
In alternativa, è possibile utilizzare sistemi automatici di lavaggio che sfruttano l’acqua piovana o l’aria compressa.
Il controllo dell’impianto
Oltre alla pulizia dei moduli, è opportuno effettuare un controllo periodico dell’impianto per verificare il suo corretto funzionamento e prevenire eventuali guasti o anomalie. Il controllo dell’impianto può essere svolto dal proprietario stesso o da un tecnico specializzato e consiste in:
- La verifica visiva delle condizioni dei pannelli, del telaio, dei cavi e delle connessioni;
- La misurazione della tensione e della corrente prodotte dai pannelli con un tester;
- La verifica del funzionamento dell’inverter e del contatore bidirezionale;
- La lettura dei dati di produzione e consumo di energia tramite il sistema di monitoraggio;
- L’eventuale sostituzione delle parti danneggiate o usurate.
Il controllo dell’impianto dovrebbe essere effettuato almeno una volta ogni due anni per gli impianti residenziali e una volta all’anno per gli impianti industriali o commerciali.
Come smaltire i pannelli fotovoltaici a fine vita
Dopo i tanti anni di funzionamento, oppure uno dei guasti che abbiamo appena visto qui sopra, anche i pannelli migliori arrivano alla fine della loro vita. Semplicemente la loro efficienza si è ridotta troppa ed è consigliato cambiarli.
Che ne facciamo dei vecchi moduli?
L’obbligo di raccolta differenziata per i pannelli fotovoltaici
I pannelli fotovoltaici sono considerati rifiuti speciali non pericolosi e come tali devono essere smaltiti secondo le normative vigenti. In particolare, il Decreto Legislativo 49/2014 stabilisce che i produttori di moduli fotovoltaici sono obbligati a organizzare e finanziare la raccolta differenziata e il riciclaggio dei pannelli a fine vita.
Inoltre, i possessori di impianti fotovoltaici devono comunicare ai produttori la quantità e le caratteristiche dei moduli da smaltire e consegnarli presso i centri autorizzati.
I vantaggi del riciclaggio
Lo smaltimento corretto dei pannelli fotovoltaici non solo evita l’inquinamento ambientale causato dall’abbandono o dall’incenerimento dei moduli, ma anche consente il recupero di materiali preziosi come il silicio, il vetro, l’alluminio e i metalli rari.
Questi materiali possono essere riutilizzati per la produzione di nuovi pannelli fotovoltaici o di altri prodotti tecnologici, riducendo così il consumo di risorse naturali e le emissioni di gas serra.
Secondo uno studio della Commissione Europea, il riciclaggio dei pannelli fotovoltaici potrebbe generare un risparmio energetico di circa 1200 GWh all’anno entro il 2030.
In sintesi, la durata pannelli fotovoltaici
In questo articolo abbiamo visto:
- Che cos’è un impianto fotovoltaico e quali sono i suoi componenti principali;
- Quanto durano i pannelli fotovoltaici e quali sono i fattori che ne influenzano l’efficienza e la vita utile;
- Quali sono le cause di guasto dei moduli fotovoltaici e come rilevarle e risolverle;
- Come effettuare la manutenzione dei pannelli fotovoltaici per garantirne il corretto funzionamento;
- Come smaltire i pannelli fotovoltaici a fine vita in modo ecologico e sostenibile.
Spero che questo articolo ti sia stato utile per approfondire il tema del fotovoltaico e per capire come sfruttare al meglio questa fonte di energia rinnovabile e pulita.
Bibliografia
Per scrivere questo articolo ho consultato le seguenti fonti:
- Rapporto Statistico 2020 - GSE
- Fotovoltaico 2019 - ENEA
- End-of-Life Management of PV Panels in the EU - JRC
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