Come pulire i pannelli fotovoltaici per massimizzare l’efficienza
I pannelli fotovoltaici giocano un ruolo fondamentale nella transizione verso un futuro a basse emissioni di carbonio. Tuttavia, un fattore chiave per garantire il rendimento ottimale dei pannelli, e spesso sottovalutato, è quello della pulizia. L’accumulo di polvere, sabbia e particelle sulla superficie dei pannelli fotovoltaici influisce sulla loro efficienza nel produrre energia. Il lavaggio manuale da parte degli utenti è una soluzione dispendiosa (di tempo e di energia) e in molti casi anche pericolosa. Ecco perché la ricerca sui rivestimenti anti-sporcizia da applicare sulla superficie dei fotovoltaici è in crescita e sta proponendo soluzioni promettenti.
In questo articolo, oltre ad esaminare l’importanza della pulizia dei pannelli fotovoltaici, esploreremo anche le soluzioni più interessanti per pulire i pannelli fotovoltaici e massimizzarne così l’efficienza.
L’effetto soiling: come lo sporco riduce l’efficienza dei fotovoltaici
Con “effetto soiling” ci riferiamo all’accumulo di polvere, detriti, aerosol e altri tipi di particelle sulla superficie del pannello solare. Lo strato di sporco che si crea agisce come una barriera tra la luce solare e le celle fotovoltaiche e fa sì che parte dell’irraggiamento venga riflesso e quindi disperso, limitando così la quantità di energia che può essere convertita in elettricità.
L’effetto soiling varia a seconda della posizione del pannello. In aree desertiche o ad alto inquinamento, ad esempio, l’effetto soiling può ridurre l’efficienza delle celle anche del 40%. Questo non significa che in aree più ottimali (ad esempio, a basso inquinamento e con precipitazioni moderate) l’effetto soiling non si verifichi: secondo i dati della International Energy Agency, l’accumulo di sporcizia determina comunque un calo di efficienza del 5%, anche in aree temperate e con pochi “fattori di rischio”.
Questo sottolinea l’importanza della pulizia dei pannelli fotovoltaici per migliorare l’efficienza delle celle fotovoltaiche, preservare la vita utile del pannello e contribuire così a massimizzare il ritorno dell’investimento sull’impianto solare.
Come pulire i pannelli fotovoltaici: un approccio passivo
Come abbiamo già accennato, la pulizia “manuale” periodica dei pannelli per rimuovere lo strato di sporco dalla superficie non è una soluzione percorribile: le operazioni richiederebbero tempi, energie e risorse consistenti, per non parlare del fatto che compiere operazioni di pulizia su pannelli che raggiungono temperature elevate, spesso montati su tetti o coperture a quote elevate risulterebbe assai pericoloso.
Quando si riflette su come pulire i pannelli fotovoltaici si fa sempre riferimento a un approccio di tipo passivo: più che trovare soluzioni per rimuovere lo strato di sporco dalla superficie, si cercano soluzioni (rivestimenti, spray…) per impedire allo strato di particelle di accumularsi. E’ in questo senso che si sta muovendo la ricerca e si stanno proponendo nuove soluzioni.
Cleaning Coating: le difficoltà
I rivestimenti anti-sporcizia, oggi, vengono applicati direttamente durante il processo di fabbricazione. Come abbiamo accennato, però, l’effetto soiling è molto variabile in maniera dipendente dalle condizioni del sito di installazione; per questo, una soluzione standard non è la più efficace, né quella che ottimizza il costo-beneficio nel migliore dei modi.
Inoltre, le tecnologie di coating disponibili al momento, hanno efficacia limitata nel tempo; in altre parole, devono essere ri-applicate periodicamente per continuare a garantire l’ottimizzazione delle celle solari. Questo comporta un dispendio di energie e denaro che si va a sommare al costo, già oneroso, dell’installazione dell’impianto solare.
E’ chiaro, dunque, che il mercato sia in cerca di altre soluzioni più efficaci e che, possibilmente, superino i limiti delle soluzioni attuali: che siano, cioè, coating ottimizzati per il sito di installazione e che offrano una protezione duratura.
Progetti esistenti
Nel panorama delle soluzioni per affrontare l’effetto soiling, il progetto SolarScharc, finanziato dall’Unione Europea, è tra i più promettenti. Il progetto offre un approccio innovativo che mira a mantenere le superfici delle celle fotovoltaiche libere da contaminazioni con l’obiettivo di migliorare l’efficienza energetica e il rendimento dei pannelli.
Il progetto SolarSharc propone un rivestimento ibrido inorganico-organico, composto da una rete di silice chimicamente legata a gruppi organici, capace non solo di respingere acqua e altre contaminazione ma anche di favorire il deflusso di particelle d’acqua lungo la superficie in grado di portare via con sé lo sporco accumulato. Il rivestimento proposto è anche antiriflesso e consente, pertanto, la penetrazione di oltre il 93% della luce solare attraverso il film protettivo.
La soluzione proposta da SolarSharc è applicabile su scala industriale e sugli impianti solari architettonicamente integrati.
Questo progetto, lanciato nel 2017 e presente sul mercato dal 2019, sembra superare le sfide poste dal problema: è una soluzione che contrasta l’effetto soiling, è applicabile su impianti già installati, e offre una protezione duratura. Ma la domanda, nel mercato dell’energia sostenibile, di soluzioni all’effetto soiling è ancora elevata.
La challenge di EGP
Per rispondere all’esigenza del mercato di soluzioni efficaci all’effetto soiling sui pannelli solari, Enel Green Power ha lanciato una challenge alla ricerca di “soluzioni, tecnologie, o metodi” che fornisca rivestimenti anti-sporcizia efficaci per i pannelli fotovoltaici.
La challenge cerca innovazioni che propongono soluzioni da applicare agli impianti già operativi che siano in grado di prevenire il deposito di sporco sulla superficie dei pannelli e migliorarne, di conseguenza, l’efficacia. La soluzione proposta dovrebbe anche eliminare la necessità della pulizia manuale dei pannelli, riducendo i costi di manutenzione.
I rivestimenti anti-sporcizia proposti devono essere:
- Efficaci: il rivestimento deve efficacemente proteggere le celle da polvere, particelle, sedimenti atmosferici, neve e ghiaccio.
- Sicuri: i rivestimenti devono essere sicuri, sia durante il normale funzionamento dei pannelli, sia durante le fasi di applicazione.
- Duraturi: la durata e l’efficacia del rivestimento deve essere di almeno 5 anni, in modo da ridurre l’esigenza di ri-applicazione.
- Facili da applicare: dal momento che la soluzione deve essere applicabile sugli impianti già operativi, i rivestimenti proposti devono essere facili da applicare.
- Trasparenti: il rivestimento non deve impedire alla luce solare di raggiungere la celle fotovoltaica. Per questo, i rivestimenti devono avere alti livelli di trasparenza.
- Convenienti dal punto di vista del costo: le soluzioni proposte devono poter ridurre i costi di manutenzione attualmente necessari.
- Sostenibili: le soluzioni proposte devono essere sicure per l’ambiente, evitare l’inquinamento dell’area e non deve avere, in generale, impatti negativi sull’ambiente.
Le proposte dovranno essere compilate in inglese e presentate, attraverso la piattaforma messa a disposizione da Open Innovability, entro l’11 settembre. Il vincitore della challenge avrà la possibilità di collaborare con Enel per trasformare la propria proposta in un prodotto da inserire sul mercato.
Come pulire i pannelli solari: conclusione
La risposta a “come pulire i pannelli solari” è complessa quanto importante: l’effetto soiling riduce l’efficienza delle celle e una semplice pulizia manuale dei pannelli non è una soluzione efficace. La ricerca si muove verso soluzioni “passive” proponendo rivestimenti anti-sporcizia, efficienti dal punto di vista del costo, e duraturi. Il mercato propone alcune soluzioni, ma la domanda è ancora elevata. La challenge proposta da Enel Green Power sui “Rivestimenti anti-sporcizia per pannelli solari” è una iniziativa preziosa per l’ottimizzazione dell’energia solare.
