Verifica e controllo degli impianti fotovoltaici

Un pannello solare fotovoltaico è composto da singole celle solari in silicio, un materiale semiconduttore in grado di trasformare l’energia del sole (fotoni) in energia elettrica. Per ottenere questa trasformazione chiamata “effetto fotovoltaico” è necessario produrre con processi industriali, silicio purissimo.

Questo materiale si posiziona al secondo posto per quantità sulla terra, purtroppo però, non esiste in natura in forma così pura, è quindi necessario estrarlo da materiali come sabbie, argille e terreni ricchi di quarzo. Esistono in commercio tre tipi di celle, in silicio monocristallino, in silicio policristallino e amorfo, la prima tipologia è la più utilizzata a livello commerciale per la produzione di moduli, mentre le altre due sono impiegate in ambiti specifici in quanto hanno un rendimento inferiore.

Le celle vengono assemblate in serie con contatti ohmici formando il modulo fotovoltaico, ecco che unendo in serie più moduli si realizza un impianto fotovoltaico. Attraverso particolari processi di lavorazione, le celle vengono “drogate”, ovvero, al silicio purissimo si inseriscono delle impurità per modificare le proprietà elettriche, ciò permette di creare in ogni cella un flusso di elettroni, che transiterà da cella a cella percorrendo tutto il modulo fino ad arrivare all’inverter un apparecchio che trasforma la corrente elettrica continua in corrente elettrica alternata.

I problemi principali di un impianto fotovoltaico possono essere:

Difetti di costruzione dei pannelli causati principalmente da connessioni mal saldate o assemblaggi strutturali errate delle celle solari. Le connessioni mal saldate causano una bassa resistenza nella parte del pannello che riceve la potenza generata dalla cella. Come risultato, la tensione può aumentare, il che porta ad un hotspot nei punti saldati e/o in una cella. Questo fenomeno può portare ad un cortocircuito e riduce le prestazioni e la durata di vita del pannello fotovoltaico.

Le microfratture nelle celle solari possono verificarsi durante la produzione dei moduli fotovoltaici, ma anche durante l’imballaggio e la spedizione o a causa di una movimentazione errata durante l'installazione. Le microfratture non comportano necessariamente una perdita immediata di produzione, ma possono crescere nel tempo, ad esempio a causa della tensione termica o sotto l'influenza delle condizioni stagionali e meteorologiche. Con il passare degli anni le crepe danneggiano le celle solari, con conseguenti perdite di produzione.

La corrosione interna (ruggine) si verifica quando l'umidità penetra nel pannello. I pannelli devono essere a tenuta d'aria e d'acqua. A tal fine, i componenti dei pannelli (lo strato di vetro, le celle solari in silicio e la parete posteriore) vengono laminati sotto vuoto. Tuttavia, se il processo di laminazione non è stato fatto correttamente, può portare alla delaminazione ovvero al distacco dei componenti.

Quando una cella di un modulo è difettosa, può portare ad un blocco del flusso di corrente e della tensione in uscita prodotta dalle celle buone.  A seconda della posizione della cella danneggiata, se per esempio la prima cella della stringa è difettosa, non si perde molta potenza. Tuttavia, se la cella difettosa è vicina alla fine della stringa ne può bloccare l’intera energia prodotta.

Se ci sono abbastanza celle buone nella stringa che precede la cella difettosa, la loro tensione e la corrente generata costringere la cella difettosa a funzionare in modalità "reverse bias". La potenza delle celle precedenti costringe la cella difettosa a trasportare la corrente in direzione opposta alla sua struttura a semiconduttore e tutta la potenza prodotta dalle celle buone viene dissipata come calore nella cella difettosa. L’energia elettrica viene convertita in calore all'interno della cella difettosa e non viene fornita all'uscita, riducendo così l'efficienza del pannello e la produzione complessiva di energia.

Il calore eccessivo e altamente localizzato creato dalle celle calde, possono far insorgere problemi secondari come la fusione o il degrado delle saldature e la rottura della copertura protettiva del vetro che protegge dall'umidità il pannello e le altre celle adiacenti.

Ecco perché si utilizza la termocamera per individuare i difetti all’interno dei pannelli solari, la cella difettosa generando calore, risulta più calda delle altre e questo è facilmente individuabile con la termocamera. L'ispezione a infrarossi dei pannelli solari fotovoltaici dovrebbe essere parte delle procedure di accettazione della qualità di qualsiasi nuova installazione e anche mezzo di verifica per la manutenzione realizzata sugli impianti esistenti. La termocamera è l’apparecchiatura più appropriata per verificare se un modulo fotovoltaico funziona correttamente, garantendo in questo modo la massima produzione di corrente elettrica dal proprio impianto.

Le termocamere sono potenti strumenti non invasivi per il monitoraggio e la diagnosi delle condizioni dei propri impianti fotovoltaici.

Con una termocamera è possibile identificare precocemente i problemi, consentendo di documentarli e correggerli prima che creino un serio e costoso problema.

Dimensione Dinamica è in grado di offrire un servizio completo di ispezione e verifica con termocamera dei pannelli fotovoltaici, con certificazione di livello 2 in conformità alla norma UNI EN ISO 9712.

Come hai letto, i problemi dei pannelli fotovoltaici possono insorgere fin da subito, grazie ad una ispezione con termocamera potrai avere conferma che il lavoro di installazione è stato fatto correttamente e i pannelli installati non presentano difetti che potrebbero ridurre l’efficienza dell’impianto fotovoltaico.

Contattaci per un controllo con termocamera sul vostro impianto fotovoltaico, il report termografico confermerà che stai ottenendo, oppure no, il massimo dal tuo investimento.