Nel pieno di una canicola, la curva del fotovoltaico può rallentare proprio nelle ore in cui il sole picchia più forte. La giornata offre moltissima luce e mette i pannelli su una piastra: la prima cosa aiuta, la seconda presenta il conto. Le celle continuano a produrre elettricità, ma scaldandosi perdono tensione e quindi potenza.
Il fenomeno è normale e dipende dal funzionamento dei semiconduttori. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti spiega che l’aumento della temperatura fa crescere leggermente la corrente prodotta da una cella, mentre provoca una diminuzione molto più consistente della tensione. Il bilancio complessivo è negativo: più la cella si scalda, meno potenza riesce a fornire.
La potenza scritta sull’etichetta nasce a 25 °C
I 400, 500 o 600 watt dichiarati dal produttore vengono misurati nelle cosiddette condizioni standard di prova: irraggiamento di 1.000 watt per metro quadrato e temperatura della cella pari a 25 °C. Quei 25 gradi riguardano il modulo sottoposto al test, non l’aria della giornata. È una differenza piccola sulla scheda tecnica e piuttosto ingombrante su un tetto a luglio.
La temperatura del pannello dipende dall’aria circostante, dall’intensità della radiazione solare e dal vento. Lo considera anche PVGIS, il sistema della Commissione europea usato per stimare la produzione degli impianti fotovoltaici. Durante le ore più calde il modulo può trovarsi parecchi gradi sopra la temperatura ambiente, soprattutto se installato vicino a una copertura scura e con poco spazio per il passaggio dell’aria.
Così, con 35 °C fuori, le celle possono lavorare a temperature ben più alte. Il termometro segna già canicola; il pannello, steso al sole e quasi immobile sul tetto, vive una situazione ancora meno gradevole.
Quanto può perdere un pannello da 500 watt
Per conoscere la sensibilità di un modulo al caldo bisogna cercare nella sua scheda tecnica il coefficiente di temperatura della potenza. Il valore indica la percentuale persa per ogni grado sopra la temperatura di riferimento.
Nei modelli usati dal National Renewable Energy Laboratory statunitense, il coefficiente varia, a seconda della tecnologia e dell’efficienza del modulo, da circa –0,28% a –0,38% per grado Celsius. Altri pannelli in commercio possono avere valori differenti: l’etichetta del proprio impianto resta più utile di qualsiasi media trovata online.
Prendiamo un pannello da 500 watt con un coefficiente di –0,4% per grado. Se le celle raggiungono 60 °C, si trovano 35 gradi sopra le condizioni di prova. La perdita teorica arriva al 14%: in quelle condizioni il modulo potrebbe fornire circa 430 watt anziché 500, a parità di luce ricevuta.
Non sono watt scomparsi per sempre. Quando il pannello si raffredda, la potenza risale. Il caldo agisce sul rendimento del momento; nuvole, ombreggiamenti, sporco, orientamento e inverter possono aggiungere altre perdite, con grande entusiasmo del grafico sull’app.
Una giornata di primavera può rendere meglio a mezzogiorno
Un cielo limpido, molta luce, aria fresca e un po’ di vento sono condizioni eccellenti per il fotovoltaico. Per questo una giornata primaverile può regalare una potenza istantanea superiore rispetto a un pomeriggio di agosto con 38 °C.
L’estate resta comunque molto produttiva. Le giornate sono lunghe, il sole rimane alto per molte ore e l’energia raccolta nell’arco della giornata può superare quella dei mesi più freschi. Potenza istantanea ed energia totale raccontano due cose diverse: la prima fotografa quanto sta producendo l’impianto in quel momento; la seconda somma tutti i chilowattora generati nel corso delle ore.
Anche PVGIS calcola la resa tenendo insieme radiazione solare, temperatura, vento e tecnologia dei moduli. Il sole da solo non basta a descrivere la produzione, per quanto continui a occupare quasi tutta la scena.
La ventilazione sotto i pannelli conta
Lasciare circolare aria dietro ai moduli aiuta a disperdere il calore. Un impianto montato su una struttura aperta tende a raffreddarsi meglio rispetto a uno collocato molto vicino alla copertura. Per questo la disposizione dei pannelli, la distanza dal tetto e la ventilazione rientrano nella progettazione, insieme a inclinazione e orientamento.
La singola giornata rovente difficilmente danneggia un modulo progettato per rimanere all’aperto per decenni. Le esposizioni ripetute a temperature elevate possono però accelerare alcuni processi di degrado dei materiali. Un rapporto dell’Agenzia internazionale dell’energia dedicato agli eventi meteorologici estremi include le ondate di calore tra i fenomeni capaci di provocare effetti meno visibili e, nel tempo, una perdita più rapida delle prestazioni.
Un calo moderato nelle ore più calde, dunque, non segnala automaticamente un guasto. Una diminuzione improvvisa, molto ampia o accompagnata da errori dell’inverter merita invece un controllo tecnico. La canicola può limare la potenza. Per spegnere quasi del tutto un impianto serve generalmente qualcos’altro.
I pannelli solari amano le giornate luminose con temperature ragionevoli e aria in movimento. La luce produce elettricità; il tetto trasformato in piastra ne trattiene una parte. Anche il fotovoltaico, sotto il sole di luglio, preferirebbe almeno un po’ d’ombra. Purché non cada sulle celle.