I ricercatori dell’Università indonesiana di Surabaya hanno condotto uno studio sui primi difetti operativi di un impianto fotovoltaico da 24,9 MW situato sull’isola di Sumatra, nell’Indonesia occidentale. L’analisi è iniziata ad agosto 2022, quando l’impianto è entrato in funzione, e si è conclusa ad agosto 2024.
“Il periodo operativo relativamente breve garantisce che i difetti osservati derivino principalmente da fattori operativi precoci, piuttosto che da un’usura prolungata”, ha spiegato l’autore principale Elieser Tarigan. “Questa ricerca mira a classificare e quantificare i tipi di difetti osservati, tra cui gli effetti dei punti di calore (hotspot), le incrinature del vetro, i guasti alle scatole di giunzione e i vetri appannati o scoloriti, per capire il loro impatto sulle prestazioni del sistema”.
Il sito di Sumatra dispone di 64.140 pannelli fotovoltaici con una capacità di 390 W ciascuno. Sono tutti installati in una configurazione a terra dove i moduli sono collegati in serie per formare stringhe. Ogni stringa è composta da 30 moduli collegati in serie.
“Durante le osservazioni sul campo, la tensione e la corrente di esercizio sono state monitorate e confrontate con le specifiche tecniche del modulo per identificare potenziali irregolarità”, ha spiegato il ricercatore. “Le osservazioni si sono concentrate sull’identificazione di anomalie nella produzione di energia di specifiche stringhe di moduli. Una stringa è stata considerata anomala quando la potenza in uscita visualizzata dall’inverter era significativamente inferiore ai valori teorici calcolati per la stringa nelle condizioni ambientali date. Queste anomalie sono state ulteriormente analizzate per determinare la presenza di difetti dei moduli”.
L’indagine su moduli specifici ha incluso ispezioni visive con misurazioni dirette, mentre l’analisi più approfondita ha incluso misurazioni dettagliate e immagini termiche. I dati raccolti dalle ispezioni visive e dalle misurazioni sono stati analizzati per determinare la prevalenza e l’impatto di ciascun tipo di difetto.
“I risultati delle osservazioni indicano che nei primi due anni di funzionamento, su un totale di 64.400 moduli fotovoltaici installati, circa 678 moduli hanno mostrato anomalie di funzionamento causate dai vari difetti precedentemente menzionati”, hanno spiegato i ricercatori. “Il tasso di guasti osservato, pari a circa l’1,05%, evidenzia l’importanza di un monitoraggio e di una manutenzione tempestivi per garantire l’affidabilità e la longevità degli impianti fotovoltaici”.
Secondo i risultati, la maggior parte dei problemi era legata alla formazione di punti caldi. In particolare, sono stati riscontrati 350 guasti alle scatole di giunzione, 282 casi di crepe nel vetro, 42 casi di rigonfiamento della scatola di giunzione e sette casi di vetro appannato o scolorito. Inoltre, sono stati identificati casi di ombreggiamento da parte di oggetti circostanti come alberi, pali ed edifici e di auto-ombreggiamento tra i campi fotovoltaici.
“Attraverso l’analisi è stato dimostrato che i moduli a metà taglio hanno prestazioni migliori rispetto a quelli a celle piene nel mitigare gli effetti degli hotspot, grazie alla minore corrente per cella e alla migliore configurazione del diodo di bypass, che riduce la dissipazione di calore e le perdite di potenza”, ha concluso il professor Tarigan. “Inoltre, la riduzione del numero di moduli in una stringa abbassa efficacemente la tensione e la corrente di stringa, riducendo così al minimo la gravità degli hotspot”.
I risultati sono stati presentati in “Identification of early operational defects in photovoltaic modules: A case study of a 24.9 MWp solar PV system in Sumatra, Indonesia“, pubblicato su Unconventional Resources.
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