Gli scienziati spagnoli hanno testato i moduli fotovoltaici in condizioni di ombra parziale, con l'obiettivo di comprendere meglio la formazione di punti caldi che compromettono le prestazioni.Lo studio rivela un potenziale problema che interessa in particolare i moduli semicella e bifacciali, che potrebbe causare una perdita accelerata delle prestazioni e non è coperto dagli attuali standard di test/certificazione.
Nello studio, i moduli dei pannelli solari sono stati intenzionalmente ombreggiati per indurre hotspot.
Tagliare a metà le celle di silicio e renderle in grado di generare elettricità dalla luce solare che colpisce entrambi i lati, sono due innovazioni che hanno dato la possibilità di una maggiore resa energetica con costi di produzione aggiuntivi minimi.Di conseguenza, entrambi sono cresciuti rapidamente negli ultimi anni e ora rappresentano la corrente principale nella produzione di celle e moduli solari.
Una nuova ricerca, che è stata tra i vincitori del premio poster alConferenza PVSEC dell'UEtenutosi a Lisbona il mese scorso, ha dimostrato che la combinazione di design di celle semi-tagliate e bifacciali può contribuire alla formazione di hotspot e a problemi di prestazioni, in determinate condizioni.E gli attuali standard di test, avvertono gli autori dello studio, potrebbero non essere attrezzati per individuare i moduli vulnerabili a questo tipo di degrado.
I ricercatori, guidati dalla società di consulenza tecnica spagnola Enertis Applus, hanno coperto parti di un modulo fotovoltaico per osservarne il comportamento in condizioni di ombra parziale.“Abbiamo forzato lo shadowing per approfondire il comportamento dei moduli semicella monofacciali e bifacciali, concentrandoci sulla formazione di punti caldi e sulle temperature che questi punti raggiungono”, ha spiegato Sergio Suárez, responsabile tecnico globale di Enertis Applus.“È interessante notare che abbiamo identificato punti caldi speculari che emergono nella posizione opposta rispetto ai normali punti caldi senza ragioni apparenti, come ombre o rotture”.
Degrado più rapido
Lo studio ha indicato che la progettazione della tensione dei moduli a semicella può causare la diffusione dei punti caldi oltre l'area ombreggiata/danneggiata.“I moduli a mezza cella presentavano uno scenario intrigante”, ha continuato Suárez.“Quando emerge un hotspot, il design in parallelo di tensione intrinseco del modulo spinge anche altre aree non interessate a sviluppare hotspot.Questo comportamento potrebbe suggerire un degrado potenzialmente più rapido nei moduli semicella a causa della comparsa di questi punti caldi moltiplicati”.
L'effetto è stato particolarmente forte anche nei moduli bifacciali, che hanno raggiunto temperature hotspot fino a 10 C più alte rispetto ai moduli monofacciali oggetto dello studio.I moduli sono stati testati per un periodo di 30 giorni in condizioni di elevato irraggiamento, con cielo sia nuvoloso che sereno.Lo studio sarà presto pubblicato integralmente, come parte degli atti dell’evento EU PVSEC del 2023.
Secondo i ricercatori, questi risultati rivelano un percorso verso la perdita di prestazioni che non è ben coperto dagli standard di test dei moduli.
"Un singolo hotspot nella parte inferiore del modulo potrebbe innescare più hotspot superiori che, se non affrontati, potrebbero accelerare il degrado complessivo del modulo attraverso l'aumento della temperatura", ha affermato Suárez.Ha inoltre osservato che ciò potrebbe conferire ulteriore importanza alle attività di manutenzione come la pulizia dei moduli, nonché al layout del sistema e al raffreddamento eolico.Ma individuare il problema nella fase iniziale sarebbe preferibile e richiederebbe nuovi passaggi nei test e nel controllo della qualità nella fase di produzione.
“I nostri risultati mettono in luce la necessità e l’opportunità di rivalutare e possibilmente aggiornare gli standard per le tecnologie a semicella e bifacciali”, ha affermato Suárez."È essenziale tenere conto della termografia, introdurre modelli termici specifici per le semicelle e adattare la normalizzazione dei gradienti termici alle condizioni di test standard (STC) per i moduli bifacciali."
Orario di pubblicazione: 17 ottobre 2023