La potenza fotovoltaica (FV) installata in Italia ha raggiunto, a fine 2014, i 18,45 GW con oltre 650’000 impianti in esercizio. Nonostante la fine delle politiche nazionali di incentivazione le installazioni sono continuate, seppur con un ritmo molto più contenuto: circa 400MW nel 2014 secondo dati preliminari. Ciò è stato possibile grazie alla consistente diminuzione dei prezzi dei moduli e degli altri componenti di impianto che hanno portato, nelle zone più soleggiate d’Italia, al raggiungimento della cosiddetta “gridparity”. Di conseguenza, il livello di penetrazione della produzione fotovoltaica nel sistema elettrico nazionale è notevolmente cresciuto raggiungendo nel 2014 il 7,5% (contro lo 0,2% del 2009) con picchi superiori al 30% durante alcune giornate estive.
In questo contesto, è molto elevato l’interesse da parte degli operatori di settore e degli organismi istituzionali nell’evoluzione di questa tecnologia e nelle reali prestazioni in campo di moduli ed altri componenti d’impianto, al fine di valutarne la produzione energetica nel corso degli anni.
Per risponder a tale esigenza, in questo lavoro di ricerca si è analizzato il comportamento prestazionale, l’affidabilità e l’eventuale degrado di moduli, inverter e impianti fotovoltaici, nel corso degli anni e al variare del sito di installazione sul territorio nazionale.
In una prima fase del lavoro di ricerca è stato analizzato il comportamento energetico di moduli FV innovativi, installati a Milano, Catania e Bolzano, nonché di impianti distribuiti sul territorio nazionale. Tramite il monitoraggio di oltre 5 anni di funzionamento di tali moduli, è stata verificata l’affidabilità delle varie tecnologie in silicio cristallino e il ridotto degrado delle loro prestazioni nel tempo (Performance Ratio in corrente continua PRcc sempre superiori a 85% e degrado inferiore all’1%/anno), mentre meno soddisfacenti e più variegate si sono rivelate le prestazioni dei moduli in film sottile (PRcc compresi tra 69% e 86% e degrado superiore a 2%/anno). Nel contempo, molti impianti fotovoltaici monitorati in vari siti hanno evidenziato una buona prestazione energetica con PR maggiori del 75%, ma circa il 40% di essi ha presentato prestazioni insoddisfacenti a causa di guasti non prontamente risolti, ma anche di errori progettuali.
L’esame del funzionamento di micro-inverter ne ha evidenziato, nel corso dei primi mesi di esercizio, prestazioni superiori rispetto agli inverter di stringa utilizzati da RSE, sia in termini di rendimento di conversione che di algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza.
E’ stato inoltre effettuato un approfondito confronto tra le misure effettuate dal sistema di acquisizione dati di RSE e quelle acquisite dall’inverter, giacché questi sono spesso utilizzati anche per effettuare il monitoraggio di impianti FV.
Nella seconda fase di questo lavoro, sono state sperimentate nuove procedure di prova su moduli FV per valutarne la suscettibilità a fenomeni di degrado non riscontrabili con le metodologie indicate dalle norme. In particolare sono stati presi in considerazione il fenomeno del PID (Potential Induced Degradation) e il difetto estetico denominato Snail Trails (o “Bave di lumaca”), effettuando prove sperimentali in laboratorio e monitoraggio in campo.