Realizzare componenti in grado di resistere all’installazione all’aperto per anni o addirittura decenni, in qualsiasi tipo di clima, mantenendo almeno la maggior parte delle prestazioni iniziali, è un obiettivo fondamentale per l’industria solare.
I progressi sono stati numerosi: sia i miglioramenti tecnologici che la concorrenza tra i produttori hanno portato a garanzie più lunghe sui prodotti e sulle prestazioni, e quindi a contratti più lunghi per la vendita di elettricità da un progetto solare. La maggior parte dei produttori offre oggi garanzie trentennali che garantiscono almeno l’80% delle prestazioni iniziali dei moduli, e uno di essi ha addirittura esteso la garanzia a 40 anni.
Ma per le installazioni solari a cui molte regioni puntano, per il 2050 e oltre, sono necessarie durate ancora più lunghe, soprattutto per le installazioni situate in regioni dal clima rigido, che sia a causa di caldo, freddo, umidità, polvere o altre condizioni. Ciò significa capire esattamente come i moduli fotovoltaici tendano a degradarsi in queste condizioni.
Gli scienziati guidati dall’Università di Agder, in Norvegia, hanno deciso di concentrarsi sul degrado causato dall’umidità, caratteristica principale del clima di Grimstad, dove ha sede l’università.
Il gruppo ha preso i moduli di un impianto fotovoltaico dismesso, installato nella città nel 2000, e ha utilizzato una serie di tecniche, sia non distruttive che distruttive, per esaminare il funzionamento interno dei moduli e come i vari componenti si sono comportati nel corso degli anni sul campo.
I risultati sono descritti integralmente nell’articolo “Moisture induced degradation in field-aged multicrystalline silicon photovoltaic modules“, pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells. Lo studio ha rilevato che l’ingresso dell’umidità ha provocato la degradazione dell’incapsulante, producendo acido acetico e varie sostanze che provocano la corrosione e altre forme di degrado delle celle di silicio. L’umidità è risultata avere un ruolo importante anche nella corrosione dei giunti di saldatura, causando la corrosione del piombo.
Gli scienziati che hanno condotto il lavoro hanno ammesso che i materiali e i processi di produzione del fotovoltaico hanno fatto passi da gigante da quando i moduli di questo studio sono stati prodotti più di 20 anni fa. Tuttavia, sebbene i test accelerati siano utili, essi affermano che lo studio dei moduli “invecchiati sul campo” è ancora necessario e che molti meccanismi rivelati in questo studio sono ancora rilevanti per i moduli che escono oggi dalle linee di produzione.
“Sebbene i materiali e la tecnologia dei moduli fotovoltaici si siano evoluti nel corso degli anni, i meccanismi MID nei moduli fotovoltaici sembrano seguire una tendenza simile”, affermano nel documento. “Pertanto, le intuizioni di questo lavoro possono guidare il processo decisionale attuale e futuro per quanto riguarda la comprensione dell’affidabilità delle prestazioni degli impianti fotovoltaici”.
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