Come cala nel tempo l’efficienza dei pannelli fotovoltaici?

I pannelli solari di oggi sono costruiti per durare per decenni, ma ciò non significa che funzioneranno alla massima efficienza tra decenni. Potresti chiederti se i pannelli solari perdono efficienza nel tempo. L’installazione di un pannello solare sul tetto è un investimento e qualsiasi calo significativo dell’efficienza può minacciarne la redditività. La buona notizia è che le perdite di efficienza nei pannelli solari di oggi sono piccole, prevedibili e lasciano ancora i proprietari di casa tranquilli.

Perché i pannelli solari perdono efficienza nel tempo?

Il ritmo con cui i pannelli solari perdono efficienza nel tempo è chiamato tasso di degrado ed è una conseguenza naturale della loro esposizione agli elementi. Secondo uno studio del 2012 del National Renewable Energy Laboratory, i pannelli perdono dallo 0,5% allo 0,8% della loro capacità di produzione ogni anno. Questo è inevitabile, ma si verifica abbastanza lentamente da essere un fattore trascurabile per la stragrande maggioranza dei proprietari di case. Ci sono altri due modi in cui i pannelli solari possono perdere efficienza, in parte grazie alla loro chimica che agisce contro di loro.

L’efficienza dei pannelli solari è più alta che mai, ma la quantità di elettricità che i pannelli possono generare diminuisce ancora gradualmente nel tempo. I pannelli solari di alta qualità si degradano a un tasso di circa lo 0,5% ogni anno, generando circa il 12-15% in meno di energia alla fine della loro durata di 25-30 anni. Ma quali sono le ragioni del degrado dei pannelli solari? Cosa influenza la velocità con cui i pannelli solari si degradano e ci sono modi per prolungarne la durata per evitare che diventino rifiuti?

Degrado indotto dalla luce

I pannelli solari si degradano principalmente a causa della normale usura nel tempo dovuta all’esposizione ai raggi UV e alle condizioni meteorologiche avverse. Il tasso di degrado è incluso nella garanzia sulle prestazioni di un pannello. Esistono diverse forme di degradazione meccanica e chimica causate dall’esposizione alla luce del pannello, tra cui:

• Degrado indotto dalla luce (LID). Interazione tra le celle in silicio cristallino del pannello con l’ambiente esterno. LID può durare giorni o più di una settimana.
• Degrado indotto dalla luce diretta (DLID). L’esposizione diretta alla luce solare durante il periodo di installazione iniziale può causare la deformazione o la deformazione dell’elettronica all’interno delle celle fotovoltaiche a causa del calore. DLID può durare alcune ore.
• Degrado indotto dalla luce UV (UVID). L’esposizione iniziale alla luce solare fa sì che l’ossido di silicio cristallino sulla superficie del pannello formi uno strato di biossido di boro che ne riduce l’efficienza.

Proprio come un’auto nuova perde parte del suo valore nel momento in cui la guidi fuori dal parcheggio, un pannello solare può subire un aumento di efficienza entro poche ore dal suo primo utilizzo. Conosciuto come Degradazione indotta dalla luce (LID), si verifica quando il rivestimento di boro dei pannelli solari si ossida e oscura parzialmente i pannelli. Questa ostruzione può ridurre dall’1 al 3 percento dell’efficienza di un pannello solare entro poche ore dalla sua prima esposizione alla luce solare, ma non progredisce oltre questo punto.

Degrado indotto dal potenziale

Un fenomeno più recente chiamato Potential-Induced Degradation (PID) può anche avere un impatto sui pannelli solari nel tempo. Mentre la meccanica completa deve ancora essere compresa, le perdite elettriche dal pannello solare, a causa dell’elevata umidità e dell’accumulo di sodio, possono inarcarsi e danneggiarlo. La buona notizia è che questa condizione è rara negli Stati Uniti ed è mitigata dal modo in cui i sistemi elettrici sono progettati qui. Tuttavia, è ancora possibile, motivo per cui lavorare con un installatore solare esperto è importante per mitigare il rischio del tuo sistema.

Degradazione dovuta all’età

Per natura della loro esposizione agli elementi, i pannelli solari si degradano nel tempo. Forti piogge, nevicate, ghiaccio e temperature elevate causano l’indurimento del silicio cristallino, la corrosione del telaio e la contaminazione delle celle.

Grandine, ghiaccio, polvere e sabbia possono anche causare microfessure sulla superficie del pannello e danni alla guarnizione del pannello possono causare l’ingresso di acqua all’interno.

Inoltre, le reazioni nei materiali semiconduttori utilizzati nelle celle possono creare ombre che riducono la quantità di luce che il pannello può convertire in energia.

Qual è la durata della vita dei pannelli solari?

Dato come sono i nuovi pannelli solari e la loro diffusa adozione, non ci sono molte informazioni sulla loro intera durata di vita. Tuttavia, molti vecchi pannelli solari continuano a funzionare, il che significa che se hai intenzione di avere i tuoi a lungo termine, potresti avere anni di energia pulita davanti a te. La maggior parte dei produttori offre una garanzia di 25 anni sui propri pannelli, che è la metrica standard utilizzata per misurare la durata prevista. Molti produttori stabiliscono che i loro pannelli produrranno ancora almeno l’80% della loro capacità energetica originale entro questo momento.

I pannelli solari perdono efficienza nel tempo?

La risposta è sì, ma il processo è lento e, nella stragrande maggioranza dei casi, l’effetto è piccolo, facile da calcolare e non influirà sulla decisione del proprietario di una casa di installare un sistema. Il Dipartimento dell’Energia stima che per i sistemi sui tetti che utilizzano gli attuali moduli fotovoltaici in silicio multicristallino, il tempo di ritorno dell’investimento stimato in risparmi energetici è di appena quattro anni. Oltre quel punto, i sistemi solari sui tetti possono ancora produrre energia a livelli prossimi al picco per anni. I pannelli solari di oggi sono più efficienti e resistenti che mai, rendendolo un ottimo momento per investire nel solare per la tua casa.

Cosa influenza il tasso di degradazione del pannello solare?

Diversi fattori possono determinare la velocità con cui i pannelli solari si degradano nel tempo, alcuni dei quali dipendono dal produttore mentre altri sono influenzati dall’installatore e dal proprietario.

1. Qualità

I materiali e i componenti, inclusi il vetro solare, il telaio in alluminio e le celle solari utilizzati nel pannello, possono rompersi se sono di bassa qualità. Alcuni produttori riducono la quantità di alluminio che utilizzano nel telaio per mantenere bassi i prezzi e i telai più sottili sono più vulnerabili ai danni.

Mentre un pannello può avere un basso costo iniziale, può costare di più a lungo termine se il tasso di guasto è più alto e deve essere sostituito.

2. Assemblaggio del pannello

Anche con materiali di alta qualità, il modo in cui un pannello è assemblato può influire sulla sua durata, poiché non tutti i materiali funzionano bene insieme. Materiali e componenti incompatibili potrebbero accelerare LID o PID se hanno un impatto sulla quantità di ossidazione o perdita di tensione.

3. Installazione

La corretta conservazione e movimentazione dei pannelli prima e durante l’installazione è essenziale per evitare danni. Microcricche, graffi e collegamenti elettrici non corretti durante l’installazione influiscono sulle prestazioni del pannello.

È inoltre fondamentale per l’installatore assicurarsi che i pannelli siano posizionati sul tetto con l’angolazione e il bloccaggio ottimali, per ottenere il massimo dall’autopulizia e dalla resistenza meccanica.

4. Manutenzione

Sebbene i pannelli solari richiedano una manutenzione minima, è essenziale monitorarli per rimuovere eventuali accumuli di polvere o detriti che potrebbero influire sulla produzione di elettricità. Inoltre, controlla regolarmente le connessioni, i cavi e gli inverter per assicurarti che nessuno sia allentato o rotto.

5. Tempo meteorologico

Gli eventi meteorologici estremi, come ondate di caldo, uragani e tempeste di neve, influiscono sul tasso di degrado legato all’età. Sbalzi di temperatura drammatici possono causare la contrazione e l’espansione dei componenti, causando crepe e altri danni. Mentre forti nevicate possono esercitare pressione sulla superficie, creando crepe soprattutto se la neve gela. Gli uragani possono causare la caduta di detriti e danneggiare la superficie del pannello.