Fotovoltaico

Moduli Fotovoltaici danneggiati: Qualche consiglio.

I due moduli danneggiati dalla grandine

Tempo fa avevo pubblicato un articolo relativo ad un paio di moduli fotovoltaici danneggiati dalla grandine, con alcune considerazioni sui danni riscontrati ed alcune misure strumentali (Link qui).

In questi giorni sono stato contattato da un lettore il cui impianto fotovoltaico è stato danneggiato dalla grandine per chiedermi cosa poteva fare e se si possono semplicemente eliminare i moduli guasti e tenersi l’impianto con una potenza minore.

Come sempre quando trovo casi che possono essere utili a tutti, colgo l’occasione di domande per scrivere un articolo che possa essere d’aiuto ad altre persone che dovessero trovarsi in questa situazione.

 

Segni premonitori

Produttività FV 3kW
Figura 1 – Produttività annuale di un impianto da 3kW

In un impianto fotovoltaico, la prima cosa che si nota quando uno o più moduli sono guasti o danneggiati, è un calo generalizzato della produzione giornaliera.

Molti di voi potrebbero non avere la minima idea di quale sia la produttività giornaliera del proprio impianto fotovoltaico, quindi ma per esservi d’aiuto, alla fine dell’articolo troverete il Link al sito PV-GIS (è della Commissione Europea) con lo strumento “ufficiale” per stimare questo dato.

Come vedete dalla figura 1, che riporta la produzione di un impianto fotovoltaico nel 12 mesi, si tratta di valori che cambiano notevolmente a seconda della stagione

Diciamo comunque che un impianto domestico “classico” con potenza di picco pari a 3kW, orientato prevalentemente a sud, in una casa del Nord Italia, nelle belle giornate dei mesi estivi dovrebbe produrre circa 15 kWh (si pronuncia chilowattora) al giorno.

Se verso il tardo pomeriggio di una giornata d’estate il vostro impianto ne ha prodotti solo 5, significa che c’è qualche problema; potrebbe esserci molta sporcizia, oppure potrebbe esserci un’ombra di un’antenna o di un albero, ma potrebbe esserci anche qualche modulo guasto.

 

Danni visibili

Modulo_Sunpower_Foto-800

Supponiamo ora che avete notato dei moduli fotovoltaici danneggiati dalla grandine, ma dal Display dell’Inverter la produzione giornaliera sembra comunque buona. Cosa fare ?

Il mio primo consiglio è di attendere una giornata di pioggia e verificare se l’Inverter, con i moduli bagnati, si spegne o va in allarme e visualizza un messaggio di “basso isolamento” (Low Res, oppure Low Iso).

Se, nonostante la pioggia, non succede nulla e l’impianto non dà messaggi di allarme, allora potete tenervi i moduli anche con qualche piccola “crepa” ed andare a vanti fino a che funzionano.

Se invece compare l’allarme di isolamento, significa che ci sono parti elettriche “scoperte” o comunque che l’acqua entra a contatto con le parti in tensione, pertanto è necessario intervenire sull’impianto perché presenta una situazione di pericolo.

Non voglio causare degli allarmismi, solitamente non si tratta di un pericolo immediato.

Se il danno è grave, infatti, l’Inverter stesso non entrerà mai in produzione e manterrà l’impianto spento.

In ogni caso dovete far intervenire al più presto un tecnico per verificare da vicino lo stato del vostro impianto fotovoltaico.

 

Vetri in frantumi

A prescindere dai problemi elettrici, è importante ricordare che i moduli fotovoltaici sono composti da silicio ma anche da altri elementi chimici non proprio salutari per l’uomo e per la natura, soprattutto i moduli in film sottile.

Pertanto, anche se il vostro impianto non ha problemi elettrici, se vedete uno o più moduli che rilasciano schegge di vetro, dovete comunque attivarvi per rimuoverli; non tenetevi sul tetto moduli danneggiati. Tra l’altro ci sono dei Consorzi che si occupano dello smaltimento e/o riciclo dei moduli fotovoltaici, quindi non è il caso di tenerseli in casa.

 

Riscontrato il problema, adesso cosa fare ?

Prima Soluzione – Installare il primo modulo che capita

Ipotizziamo che il vostro elettricista abbia a magazzino un modulo fotovoltaico con caratteristiche simili al vostro modulo rotto, anzi un pò più scarse, ma sia di dimensioni praticamente identiche, cosa succede al vostro impianto ?

La risposta è molto semplice, non succede nulla di grave; anzi, non è obbligatorio installare moduli uguali o della stessa marca. Le caratteristiche devono essere certamente simili, ma non identiche; non è questione di marche, ma di elettrotecnica.

Se il nuovo modulo è leggermente meno prestante di quello rimosso, l’impianto avrà una resa leggermente inferiore rispetto alla situazione precedente, com’è possibile vedere nella figura sottostante (il modulo a sinitra, ha una tensione nominale di 17 Volt, contro i 19 Volt degli altri moduli).

StringaSolare_Pannelli differenti collegati in serie
Moduli Fotovoltaici collegati in serie (stringa)

Tenete conto comunque che se il modulo è nuovo, mentre i vostri moduli hanno qualche anno, potrebbe anche ristabilirsi una situazione di parità, visto che i moduli vecchi (esistenti) saranno diminuiti nelle prestazioni a causa dell’invecchiamento.

Infine, com’è più probabile, se il modulo nuovo avrà una potenza di targa maggiore dei vecchi, le cose si metteranno decisamente meglio per il vostro impianto, che dovrebbe migliorare sensibilmente la produttività.

PS: Se siete nel regime delle tariffe incentivanti, ricordatevi di segnalare al GSE la modifica.

 

Seconda Soluzione – Bypassare i moduli danneggiati

Ipotizziamo ora che non abbiate il budget acquistare dei moduli fotovoltaici sostitutivi oppure che dobbiate attendere il perito dell’assicurazione ma vogliate nel frattempo rimettere l’impianto in funzione.

Un’idea molto semplice è quella di smontare e scollegare i moduli guasti e fare un “ponte” tra i moduli restanti in modo da non interrompere il circuito elettrico (nel gergo, la stringa).

StringaSolare_Pannelli collegati in serie

Qui succede una cosa molto semplice: diminuisce la tensione che c’è agli estremi della stringa, di un valore (in Volt) pari alla tensione del modulo tolto. Nell’impianto fotovoltaico, infatti, la tensione che arriva all’inverter è quella che si trova agli estremi della stringa, pari alla somma delle tensioni di ogni singolo modulo.

Le stringhe oggi sono generalmente composte da una decina di moduli che hanno una tensione di circa 35Volt , il che significa che la tensione che arriva all’inverter sarà di circa 10 x 35 Volt = 350 Volt.

Gli inverter di oggi, infatti, per funzionare in modo ottimale hanno bisogno di una tensione sul lato stringa che sia maggiore di 230V x 1,41 = 324Volt, anche se possono funzionare con tensioni di 190V, anche se i rendimenti peggiorano.

Qui si presentano i seguenti casi:

  • Se la tensione complessiva della stringa è accettabile da parte dell’inverter, l’impianto riprenderà a funzionare con una potenza più bassa per via del modulo mancante;
  • Se la tensione complessiva della stringa è inferiore a circa 190V o comunque inferiore alla tensione minima che necessita l’inverter per accendersi, l’impianto fotovoltaico non entrerà mai in produzione; non si danneggia nulla, ma l’inverter resterà sempre spento, come se fosse notte.

Anche la tensione di isolamento deve essere controllata, che oggi a favore della sicurezza è sempre 1000V, ma in passato non era così.

 

Attenzione alle stringhe in parallelo

Un problema importante si presenta negli impianti con più stringhe in parallelo tra loro, nei quali accorciare una delle stringhe non serve assolutamente a niente, ed anzi, può portare dei danni.

Se accorciate una stringa, infatti, la stringa “sana” cercherà di riversare parte della sua energia nella stringa più corta (principio dei vasi comunicanti, l’elettricità e l’idraulica sono due materie equivalenti).

In questa situazione si rischia di danneggiare i moduli della stringa corta a causa della corrente inversa, e questo succede anche se l’impianto funziona a potenza ridotta; anzi, l’Inverter non può accorgersi che l’impianto si sta parzialmente danneggiando.

Se invece l’impianto è stato realizzato secondo la buona tecnica, ossia con le stringhe che hanno i diodi di blocco, allora non succederà nulla e funzionerà solo la stringa sana.

Attenzione quindi a verificare esattamente la consistenza dell’impianto prima di fare delle modifiche: è necessario verificare caso per caso.

 

Moduli particolari

Attenzione alle “tecnologie” diverse, che non possono essere mescolate.

In particolare negli impianti fotovoltaici con moduli in film sottile (silicio amorfo, Tellururo di Cadmio, ecc.) non possono essere confusi con gli impianti “tradizionali” in silicio monocristallino o policristallino.

In questi impianti infatti c’erano basse correnti circolanti nelle stringhe, ma per contro i moduli avevano tensioni molto alte (60Volt o anche più), tutto il contrario di quello che si fa oggi.

Per gestirli, quindi, si mettevano molti moduli in parallelo tra loro, mentre le “serie” erano relativamente corte; inoltre anche i connettori erano molto diversi tra loro, proprio per agevolare detti collegamenti.

 

Conclusione

La tecnologia dei moduli fotovoltaici dai tempi del “primo conto energia” ad oggi ha subito molte evoluzioni. Nel 2011 ad esempio si parlava molto di moduli fotovoltaici a film sottile (silicio amorfo), ma questa tecnologia è quasi scomparsa a favore dei classici moduli in silicio cristallino (mono o poli).

Inoltre la maggior parte delle impianti funzionanti oggi sono stati realizzati con moduli non più reperibili sul mercato.

Intervenire per sostituire dei moduli guasti o danneggiati può essere semplice nella maggior parte dei casi, ma in altri casi si dovranno da fare delle valutazioni a seconda della tipologia dei moduli, a seconda del modo in cui sono collegati e del tipo di Inverter utilizzato.

Il tutto per individuare la soluzione più rapida e meno dispendiosa.

 

Il Portale “PVGIS”

Link al sito della Commissione Europea per il calcolo della produttività degli impianti fotovoltaici; ricordatevi che prima di tutto è necessario indicare la vostra città nella mappa.

https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/it/tools.html

 

Questo sito fa divulgazione in modo indipendente e completamente gratuito.

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