Nell’ambito della Ricerca di Sistema ENERIN, tesa all’esplorazione di forme innovative di sfruttamento delle fonti rinnovabili, è stato svolto questo lavoro per analizzare il funzionamento di impianti fotovoltaici italiani significativi, valutandone le prestazioni e l’affidabilità nel tempo. L’obiettivo generale di questo rapporto è quello di fornire informazioni sulle prestazioni operative, sui comportamenti energetici e sull’affidabilità nel lungo termine di differenti tipi di impianti fotovoltaici, per contribuire al raggiungimento di un’accresciuta conoscenza della tecnologia fotovoltaica. L’analisi delle prestazioni è, infatti, un elemento cruciale nel ciclo conoscitivo costituito dalla progettazione- installazione-monitoraggio-valutazione e nel miglioramento della progettazione degli impianti fotovoltaici. Al fine di pervenire ad un aggiornato assessment sul funzionamento di impianti fotovoltaici, è stata effettuata la raccolta dei dati di funzionamento di impianti fotovoltaici significativi per verificare le prestazioni e l’affidabilità dei vari componenti e degli impianti nel loro complesso. Il monitoraggio delle prestazioni operative di sistemi fotovoltaici è stato effettuato mediante il rilievo delle caratteristiche relative all’energia, quali l’irraggiamento nel piano dei moduli, l’energia generata dai moduli e l’energia in entrata ed in uscita dal condizionatore di potenza (inverter). È stato presentato il comportamento operativo degli impianti mediante grafici e sono stati illustrati i risultati dell’analisi in formato normalizzato, secondo le metodologie tuttora più diffuse fra gli operatori del settore. Gli impianti fotovoltaici, selezionati per il presente studio, sono stati complessivamente 27. Essi sono significativi, in quanto caratterizzati da differenti tecnologie e distribuiti su tutto il territorio nazionale, inoltre sono dotati di sistemi di acquisizione dati automatici o si dispone delle letture periodiche dei loro contatori di energia. Di questi impianti si conoscono anche aggiornate informazioni sullo stato di funzionamento dei vari componenti. L’analisi dei dati di esercizio evidenzia in generale un corretto funzionamento degli impianti fotovoltaici nel periodo di osservazione considerato (in genere l’anno 2000): infatti l’indice di prestazione degli impianti (PR) è stato per lo più buono, risultando compreso fra il 55 e il 75%. Valori di PR inferiori al 50% sono stati riscontrati in impianti che sono stati fuori servizio per diversi mesi. Mentre è stato registrato un valore di PR addirittura superiore all’80%, in un impianto dotato di inseguimento. Per gli impianti per i quali si disponeva di dati pluriennali, si è constatato che le fluttuazioni annuali degli indicatori energetici sono molto contenute, fra un anno e un altro. Al contrario la variazione può risultare considerevole fra un impianto e un altro, in funzione delle modalità di funzionamento e della bontà progettuale. L’analisi dell’andamento della resa energetica di riferimento YR conferma come la disponibilità di radiazione solare sia alquanto differente in tutto il territorio nazionale, passando dai valori di 2.5 h/giorno di siti in Italia Settentrionale a valori di circa 5 h/giorno nell’Italia Insulare. In conseguenza di ciò, anche l’energia prodotta in corrente alternata dagli impianti fotovoltaici è variata in funzione della loro localizzazione, passando da 2.3 h/giorno (oppure 850 h/anno) a 3.5 h/giorno (oppure 1250 h/anno). Le indicazioni sulle cause di guasti in alcuni impianti, unitamente alle informazioni aggiornate sullo stato di funzionamento degli impianti, evidenziano comportamenti differenziati dei vari componenti dell’impianto che danno luogo a variazioni, a volte consistenti, sull’affidabilità di questa fonte energetica. I moduli continuano ad essere i componenti più affidabili del sistema di generazione ad energia fotovoltaica, mentre risulta che occorre prestare attenzione in fase progettuale agli ombreggiamenti parziali dei moduli fotovoltaici che possono limitare considerevolmente le prestazioni dell’impianto. Positive sono, al momento, le esperienze di funzionamento di impianti ad inseguimento solare di nuova generazione. L’inverter continua ad essere tuttora la principale causa di guasto negli

impianti fotovoltaici connessi alla rete, anche se l’affidabilità degli inverter per connessione alla rete elettrica, attualmente in commercio, è aumentata. Motivi esterni agli impianti hanno causato una limitazione dell’energia generata per periodi prolungati: mancanza rete elettrica, dispersioni su circuiti annessi a quelli fotovoltaici e disattenzione sullo stato dell’impianto da parte dell’utilizzatore. Tutto ciò contribuisce a dimostrare l’affidabilità nel tempo di questo tipo d’impianto di generazione, fornendo una testimonianza della maturità tecnologica raggiunta dagli impianti fotovoltaici e della qualità progettuale ottenuta. Tuttavia le cause di guasto riscontrate spingono ad adottare accorgimenti per migliorare ulteriormente l’efficienza e l’affidabilità di questi impianti. È da notare, però, che i buoni risultati finora conseguiti mediamente nella gestione di impianti fotovoltaici, evidenziati in seguito a questo studio, sono legati per lo più ad attività sperimentali e alla corretta progettazione eseguita da qualificati operatori del settore. Qualora, nel prossimo futuro, in conseguenza della prevista diffusione di impianti fotovoltaici di piccole dimensioni connessi alla rete elettrica, si realizzeranno numerosi impianti da parte di installatori che non hanno tuttora esperienza pratica nella loro gestione, occorrerà adoprarsi affinché non venga a diminuire la qualità degli impianti e la loro affidabilità nel tempo, a tutto discapito del Sistema elettrico Italiano. Si ritiene pertanto che occorra procedere in tempi a un trasferimento delle conoscenze, finora acquisite nella gestione di impianti fotovoltaici sperimentali, dagli attuali esperti di gestione di impianti ad energia fotovoltaica verso i potenziali futuri installatori e gestori, mettendo in evidenza gli aspetti tecnici progettuali e di installazione che, qualora trascurati, possono pregiudicare il buon funzionamento degli impianti ed abbreviarne la vita utile. Sarebbe quindi necessario cercare di trasferire lo stato dell’arte dell’installazione di sistemi fotovoltaici ai nuovi operatori sia mediante la redazione di un manuale sull’installazione a regola d’arte che mediante opportuni corsi di addestramento e seminari. Infine l’esperienza acquisita nella gestione di impianti fotovoltaici connessi alla rete elettrica nel territorio nazionale, unitamente a quella proveniente da realizzazioni analoghe in paesi esteri, consente di effettuare delle considerazioni sui metodi di incentivazione alla realizzazione di impianti connessi alla rete nazionale. Sembra, infatti, che l’incentivazione mediante il pagamento dell’energia prodotta da impianti fotovoltaici a tariffe privilegiate sia il modo più efficace per promuovere la tecnologia dei sistemi fotovoltaici. Questo tipo di finanziamento (pay back rate) fornisce migliori prestazioni operative e più contenuti adempimenti fiscali-amministrativi, rispetto ai metodi d’incentivazione che si basano su consistenti finanziamenti iniziali, per la costruzione degli impianti, e su una usuale remunerazione dell’energia elettrica prodotta. Infatti questi ultimi metodi possono comportare, dopo l’installazione, una disattenzione alle prestazioni degli stessi, mentre i primi richiedono un maggiore interesse alle prestazioni e alla correttezza progettuale perché da essi dipende il ritorno economico dell’investimento. Link al documento di riferimento: Link A0-042384.