Pannelli fotovoltaici: costi, problemi e manutenzione

Ci concentriamo sui costi di impianti e pannelli fotovoltaici, sulle problematiche che possono sorgere e su come eseguire i lavori di manutenzione.

Con questo terzo e ultimo approfondimento chiudiamo la nostra guida sui pannelli fotovoltaici. Dopo averne valutato l’efficienza e avere analizzato le tecnologie più innovative (comprese quelle da record), ci concentriamo ora sui costi.

I costi indicativi dei pannelli fotovoltaici

Non si possono proporre prezzi corretti e sensati senza aver prima:

• visionato l’immobile su cui si vorrebbe installare un impianto FV;
• scelto quale tipologia di pannello e di inverter si desideri acquistare;
• deciso se si voglia utilizzare lo scambio sul posto o se si intenda anche dotarsi di una batteria di accumulo;
• deciso di dotarsi o meno di un (utilissimo) sistema di monitoraggio che analizzi la produzione dell’impianto e possa segnalarci eventuali anomalie,

Possiamo proporre in questa sede alcuni prezzi indicativi. Ci aiuteranno a capire le correnti quotazioni di mercato, che sono comunque soggette a continue variazioni, e i costi generali per i pannelli fotovoltaici e gli impianti.

Come calcolare il costo indicativo dell’impianto e dei pannelli fotovoltaici

Come facciamo a calcolare quanto costa indicativamente un impianto fotovoltaico?

Basterà moltiplicare il costo medio della taglia dell’impianto desiderato per il numero di kWp (Kilowatt picco) che si intenderà posare in falda.
Questa indicazione rappresenta un prezzo di partenza medio sensato. Fa riferimento a pannelli FV piani di media qualità. Tale prezzo comprende la posa e le pratiche tecnico/burocratiche.
Qualora si intendesse integrare i pannelli alla copertura, le cifre sopra esposte andranno incrementate del +30% circa.

Ma nel costo di un impianto fotovoltaico occorre comprendere anche:

• la fornitura di tutti i componenti (moduli, inverter, cavi, staffe, contatori, etc.),
• la progettazione
• la sua installazione.

Il costo può quindi variare – anche considerevolmente – a seconda delle apparecchiature che si sceglieranno, delle garanzie offerte dai produttori e dall’installatore, nonché della complessità di installazione e posa.

Premettiamo inoltre che il costo di un impianto si riduce progressivamente all’aumentare della potenza erogata.

Vediamo ad esempio gli impianti FV per autoconsumo, dotati anche di un sistema di accumulo. In questo caso il prezzo chiavi in mano di batterie al litio si aggira intorno a circa 900-1.200 €/kWh.

Come si compongono i costi dei pannelli fotovoltaici?

I moduli fotovoltaici incidono per circa il 50% del costo totale dell’impianto, l’inverter per il 10%, gli elementi di montaggio ed installazione per il 20%.

Il restante 20% proviene da: progettazione, posa e pratica di allacciamento alla rete con il gestore energetico. Bisogna anche comprendere la gestione del sistema dello scambio sul posto.

3 problematiche comuni nei pannelli fotovoltaici

1 – Hot Spot

Il primo tra i problemi più comuni è l’hotspot. Consiste nel surriscaldamento di celle ombreggiate (o sporche) e compromette il corretto funzionamento del pannello FV. La cella ombreggiata smette di funzionare, mentre le altre celle continuano a lavorare, polarizzando inversamente quella ombreggiata.

La corrente che attraversa la cella produce quindi un aumento di temperatura, surriscaldandola notevolmente. Purtroppo questo effetto si ripercuote a cascata su tutto l’impianto.
Nei casi peggiori il surriscaldamento delle celle può trasformarsi in disconnessione delle saldature e può addirittura innescare un incendio.
Si verifica quando un punto specifico del pannello è ombreggiato o sporco, oltre che per difetti di produzione del pannello stesso.
Per identificare questi problemi è necessario condurre un’analisi termografica. Un primo campanello d’allarme può consistere nel calo di produzione di energia dell’impianto.
Si può evitare innanzitutto progettando correttamente l’impianto e prevenendo ogni ombreggiatura. È altresì fondamentale rimuovere la sporcizia a cadenza periodica, tenendo sempre puliti i pannelli.

2 – Delaminazione

La seconda problematica che affrontiamo è la delaminazione. Consiste nel distaccamento degli strati centrali (l’EVA e le celle fotovoltaiche) dal vetro esterno o dal backsheet.
Comporta la perdita di isolamento e può provocare un pericoloso surriscaldamento del modulo FV. Se il distaccamento è importante, a tal punto da generare bolle d’aria interne, l’umidità potrebbe entrare nel pannello ed ossidare addirittura le celle fotovoltaiche.

Le principali cause sono la scarsa qualità delle lavorazioni e l’usura del pannello col passare del tempo.
Purtroppo, è un problema irrisolubile che compromette la funzionalità del pannello e non è mai conveniente ripararlo per ripristinarne l’isolamento. L’unica via percorribile è quindi la sostituzione dei moduli delaminati.

3 – PID (Potential Induced Degradation)

Il terzo problema è il cosiddetto effetto PID (Potential Induced Degradation). Consiste nel degrado dell’effetto fotovoltaico e quindi nel depotenziamento delle celle. Quando si verifica una fuga di elettroni che si disperdono verso terra, attraverso la cornice del pannello, si genera una corrente di dispersione. Sono soggetti a questo degrado sia i moduli con celle cristalline sia quelli a film sottile.

Il degrado prestazionale può essere reversibile o irreversibile. Nel primo caso si parla semplicemente di “polarizzazione”, mentre nel secondo si parla di “elettro-corrosione”. L’effetto PID può ridurre la potenza dell’impianto fino al 70%, compromettendone la produttività.

Questo problema era più diffuso nei vecchi pannelli FV prodotti prima del 2013. Fortunatamente i pannelli attualmente in produzione presentano direttamente soluzioni anti-PID integrate.

La misura risolutiva consiste nel rigenerare i moduli, sottoponendo le stringhe ad una tensione elevata e positiva rispetto alla terra, durante la fascia oraria notturna. Questo inverte la direzione delle correnti di perdita parassite presenti di giorno durante il funzionamento dell’impianto.

Oltre i costi dei pannelli fotovoltaici: la manutenzione ed il monitoraggio

La manutenzione ordinaria di un impianto FV include tutte le attività di controllo visivo dei componenti dell’impianto stesso e della verifica della produzione tramite test.
È chiaro che monitorare costantemente la produzione del proprio impianto previene il rischio di danni e malfunzionamenti.

Tutti i moderni inverter offrono la possibilità di monitorare 24 ore su 24 la produzione da remoto tramite app e PC. Si può quindi verificare in tempo reale quanta energia viene prodotta e quanta consumata, oppure la quota immessa in rete o conservata nelle eventuali batterie di accumulo.

Il confronto tra i dati di produzione e la producibilità media per zona d’installazione è il primo indicatore dello stato di salute dell’impianto.

Quali sono le verifiche da fare a cadenza periodica?

• Controllo e serraggio delle bullonerie di ancoraggio dei moduli alla struttura
• Verifica dell’integrità del vetro dei moduli solari
• Ispezione dei cavi e di tutte le scatole di giunzione
• Test di funzionamento degli interruttori di protezione
• Pulizia delle apparecchiature
• Verifica della produzione dell’impianto in funzione dell’irraggiamento istantaneo
• È importante includere anche una routine annuale di pulizia dei pannelli tramite una speciale idropulitrice a bassa pressione.

La manutenzione straordinaria dell’impianto fotovoltaico comprende gli interventi di sostituzione dei componenti principali dell’impianto che fossero malfunzionanti, danneggiati o sottoperformanti. L’inverter, il sistema di conversione da DC ad AC, è il componente mediamente più soggetto a manutenzione straordinaria.
Il costo medio per un intervento di manutenzione ordinaria su impianto residenziale è di circa 100-150€ ogni kWp installato ed è caldamente consigliabile effettuarla una volta l’anno.

Comunità energetiche ammortizzare i costi di pannelli fotovoltaici

Il fotovoltaico sarà ancora protagonista negli anni a venire grazie alle CER (Comunità Energetiche Rinnovabili). Il vantaggio si presenta particolarmente interessante per i condomini ed abbiamo effettuato uno studio di fattibilità in un utile articolo in cui emerge l’enorme valore offerto dagli impianti FV in contesto condominiale.