Quando conviene pulire i pannelli fotovoltaici (di Igor Comani)
La domanda che più spesso viene posta a chi si occupa della manutenzione di impianti fotovoltaici è: “Conviene lavare i pannelli?”. La risposta è: "dipende". In alcuni casi la pulizia può essere rimandata nel tempo, in altri invece deve essere eseguita più frequentemente. Valutare attentamente lo stato dell’impianto è fondamentale per ottimizzare costi e benefici. Anche l’eventuale incentivo statale da Conto Energia può essere un fattore determinante nella pianificazione.
Pulire i pannelli ha due principali utilità:
• il miglioramento delle prestazioni,
• e il mantenimento dello stato dei moduli, per evitare guasti irreparabili alle celle e ai moduli stessi.
Di norma, quando vengo incaricato di valutare la pulizia di un impianto fotovoltaico, seguo una scaletta che mi aiuta a fornire il parere più oggettivo possibile. Normalmente i punti da seguire sono questi:
- Valutazione visiva dei pannelli,
- Eventuale ispezione termografica,
- Valutazione della natura dei sedimenti,
- Analisi dei dati storici da sistema di monitoraggio (ove presente).
Valutazione visiva dei pannelli
Quando si vuole valutare la pulizia dei pannelli bisognerebbe prima di tutto porsi la domanda: “le condizioni dei miei pannelli possono compromettere il funzionamento del mio impianto?”. Una rapida ispezione della superficie dei moduli può aiutarci ad ottenere una risposta.
Le celle fotovoltaiche possono danneggiarsi molto più facilmente se sui pannelli sono presenti elementi che coprono porzioni più o meno grandi. Escrementi di uccelli e "mezzelune" provotate da sedimenti sono gli elementi che più frequentemente causano un forte innalzamento delle temperature delle celle fotovoltaiche (a causa dell’effetto resistivo). Un’ispezione termografica è molto utile per rilevare questi aumenti di temperatura.
Ispezione termografica
Le moderne termocamere sono in grado di evidenziare in tempo reale ogni minima variazione di temperatura e aiutano a distinguere le differenze trascurabili. È raccomandabile eseguire un’ispezione termografica in giornate soleggiate durante le ore centrali per avere un irraggiamento possibilmente superiore ai 600 Watt/m2.
Se dovessero presentarsi troppi eventi di surriscaldamento, è consigliabile programmare al più presto un intervento di pulizia.
Natura della sedimentazione
Sui pannelli si posa tutto ciò che rimane sospeso nell’atmosfera, dalla semplice polvere sabbiosa all’inquinamento, fino ad arrivare a prodotti chimici come ad esempio i diserbanti. Inoltre, l’inclinazione dei moduli rispetto all’Azimut (Tilt) influisce sulla rapidità con cui i pannelli tendono a sporcarsi. Identificare la natura della sedimentazione è utile per determinare la frequenza dei lavaggi.
Nella maggior parte dei casi possono essere suddivisi in tre categorie:
Terra e sabbia: facilmente distinguibile dal colore chiaro e dalla facilità con cui è possibile rimuoverlo anche solo con un dito. È il tipo di deposito che normalmente si può trovare su impianti installati in zone rurali dove la lavorazione dei campi e il passaggio di mezzi agricoli comportano il sollevamento di grandi quantità di polvere e sabbia che poi ritroviamo sui pannelli. In molti casi è sufficiente un acquazzone per rimuovere il 90% della polvere. Il rimanente 10% si ferma agli angoli inferiori dei pannelli assumendo un aspetto di “mezzaluna”, la quale aumenta di dimensioni dopo ogni temporale, raggiungendo il livello delle prime celle fotovoltaiche. Quando questo succede, le celle cominciano a surriscaldarsi per via dell’effetto resistivo causato dal minore irraggiamento. Questo effetto non si traduce immediatamente in una (evidente) diminuzione delle prestazioni, tuttavia produce un’anomalia che se prolungata nel tempo può causare il danneggiamento della cella e quindi del pannello.
Polveri sottili: sono solitamente dovuti all’inquinamento atmosferico e alla combustione di materiale legnoso (stufe e camini), che tendono ad intaccare la superficie dei pannelli. Generalmente si presenta sotto forma di patina color grigio opaco. È più difficile da rimuovere rispetto al pulviscolo sabbioso, e si può subito verificare passando un dito sopra il pannello, il quale si sentirà ruvido se non addirittura leggermente appiccicoso. Acquazzoni e temporali estivi non producono effetti positivi su questa tipologia di deposito che tende a diventare sempre più difficile da rimuovere. Le temperature primaverili ed estive concorrono a far sì che sedimenti di questo tipo di solidifichino sulla superficie dei moduli rendendo più difficile la pulizia.
Salsedine: nelle zone marittime la salsedine può avere effetti molto negativi. Può depositarsi in quantità rilevanti fino a 10 Km nell’entroterra. La pioggia è uno dei maggiori vettori di salsedine, per cui le zone marittime più piovose sono anche quelle più soggette a questo problema. Oltre a rendere opachi i pannelli, la salsedine produce un effetto corrosivo sugli elementi non protetti da adeguati trattamenti anticorrosivi. Le parti a rischio sono generalmente le cornici dei pannelli, le viti di fissaggio in materiale non inossidabile e le strutture di sostegno. Come per i depositi da inquinamento anche la salsedine, se lasciata troppo tempo sui pannelli, diventa più difficile da rimuovere.
Quando lavare i pannelli
A questo punto ci si potrebbe domandare: “Quando lavare i pannelli?”. Come spiegato in precedenza ci sono situazioni in cui è meglio adoperarsi il prima possibile nella pulizia.
Pulizia e prestazioni
In altri casi è necessario valutare se lo sporco incide in maniera significativa sulla produzione dell’impianto. È utile avvalersi di un sistema di monitoraggio che consenta di “sfogliare” lo storico delle produzioni per confrontarle con quella attuale.
Esistono sul mercato decine di validi sistemi di monitoraggio. Alcuni consentono di integrare uno o più sensori indispensabili per calcolare l’effettiva performance dell’impianto, sulla base della quantità di irraggiamento, solitamente chiamata PR (Performance Ratio). La PR consente, tra le altre cose, di verificare il decadimento delle prestazioni tra un lavaggio e l’altro. Questo consente di calcolare la durata dei benefici del lavaggio e quindi pianificare con profitto gli interventi.
In assenza di un sensore di irraggiamento è possibile confrontare la resa della giornata soleggiata più recente con un’altra, possibilmente dello stesso periodo dell’anno, presa dallo storico delle produzioni. È un confronto molto difficile da fare perché le giornate soleggiate possono non essere identiche in termini di temperatura e limpidezza. In questo caso può essere utile tenere come riferimento un altro impianto nella zona che abbia installato un sistema di monitoraggio con irraggiamento.
Senza sistema di monitoraggio bisogna procedere ad una valutazione empirica dello stato dell’impianto. Questo si può attuare mettendosi con una visuale obliqua rispetto al piano dei moduli. Se il colore dei pannelli cambia notevolmente da quello originale allora può essere necessario lavare i pannelli.
Pulizia e sedimenti
Le considerazioni sulla frequenza dei lavaggi fatte finora tengono conto soltanto delle performances. Tuttavia potrebbe essere necessario lavare l’impianto anche se le prestazioni non sono diminuite a tal punto da giustificare il costo di un lavaggio. In molti casi impianti fotovoltaici mai puliti possono apparire ancora accettabili dal punto di vista della resa e della pulizia. I sedimenti sui pannelli però tendono a “cuocere” nel tempo a causa della temperatura raggiunta sulla superficie dei moduli (che può arrivare anche a 60-70 °C), e ciò rende molto più difficile la loro rimozione. Inoltre con il passare del tempo aumenta la possibilità di deposito di materiale corrosivo (come salsedine o alcuni pesticidi) che anche in piccole quantità possono, a lungo termine, causare dei danneggiamenti ai pannelli. Per questo motivo il mio personale consiglio è di non fare passare più di due anni dall’ultimo lavaggio anche in zone dove inquinamento e salsedine sono scarsamente presenti.
Come fare la pulizia dei pannelli
Se valutare quando lavare i pannelli fotovoltaici è molto importante, altrettanto lo è stabilire il metodo operativo. Come manutentore consiglio sempre di rivolgersi a imprese specializzate, poiché pulire i pannelli fotovoltaici non è la stessa cosa che pulire dei semplici vetri. Si deve innanzitutto tenere in massima considerazione la sicurezza degli operatori poiché spesso il lavaggio viene effettuato perlopiù su tetti (anche con inclinazioni importanti) ,con tutti i rischi che ne conseguono. Le imprese incaricate dovrebbero sempre predisporre di un POS (Piano Operativo di Sicurezza) e avvalersi di tutti i DPI (Dispositivi di Protezione Individuale) previsti dalle norme di sicurezza.
Il lavaggio dovrebbe essere eseguito utilizzando acqua deionizzata e purificata priva di sali minerali. Solo in rarissimi casi, ad esempio nel caso di rimozione dei residui da scarti di api, si può avvalersi di detersivi a base naturale.
Durante il lavaggio gli operatori devono, se possibile, tenersi fuori dal piano dei moduli utilizzando aste telescopiche per evitare di calpestare la superficie dei pannelli, che può fratturarsi e creare danni irreparabili alle celle sottostanti.
In questi anni ho eseguito diversi test di elettroluminescenza su intere falde di pannelli. Questi test consentono di vedere esattamente come gli elettroni si distribuiscono all’interno delle celle fotovoltaiche. In questo modo è possibile vedere ogni minimo difetto e imperfezione. Ho sempre rilevato una percentuale maggiore di microcricche in pannelli installati su impianti dove la pulizia è stata effettuata “fai da te”. Questo perché chi l’ha eseguita, spesso non si è curato di evitare il calpestamento dei moduli provocando così la rottura delle celle. Nei casi in cui non è possibile evitare il calpestamento è sempre opportuno cercare di camminare sulle cornici dei moduli.
Come dimostrato in questo articolo, non esiste una vera e propria ricetta per la pulizia degli impianti fotovoltaici. Clima, tipologia di installazione (a tetto o a terra), posizione geografica, contesto urbano ed inclinazione delle falde sono tutti elementi che concorrono a creare una situazione unica che deve essere valutata con attenzione. Gli impianti fotovoltaici devono durare per decenni e, esposti come sono a molteplici agenti atmosferici, la loro prestazione può essere notevolmente o si possono addirittura danneggiare. La pulizia, come la manutenzione, è un ottimo metodo di prevenzione che ci consente di beneficiare dei nostri impianti per lungo tempo.
Avviso: EnergoClub presto amplierà i Servizi riservati ai soci, attivando il Servizio di Chek-up fotovoltaico. Continuate a seguirci. Vi terremo informati.
Nell'attesa, associatevi qui.
