Verifica termografica

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Verifica termografica

Altro importante servizio è composto dalla pulizia e la verifica termografica dei moduli fotovoltaici.

Infatti, nonostante i moduli siano fatti di materiali che non vengono attaccati dagli agenti atmosferici, sono d’altra parte esposti per lunghi periodi alle intemperie, che attenuano la trasparenza, e alla possibilità di essere danneggiati da corpi estranei.

Incorrono così in una perdita in termini di resa e, fin dal primo anno di installazione, necessitano del lavaggio almeno due volte all’anno e di verifiche termografiche programmate per riuscire a prevenire danni da surriscaldamento.

La manutenzione viene svolta in maniera periodica con acqua osmotica e deionizzata, e ottimizza la produttività del Vostro investimento per il lungo termine.

Inoltre il servizio è svolto da personale preparato in grado di visualizzare eventuali anomalie nell’impianto al momento dell’intervento e di intervenire così tempestivamente per evitare danni maggiori.

Nel volantino sotto riportato trovate maggiori dettagli sia sul lavaggio che sulla verifica termografica e per qualsiasi domanda avete la nostra disponibilità.

Pannelli fotovoltaici e ombreggiamento

Come si comporta un pannello fotovoltaico quando è sottoposto a ombreggiamento. Di quanto diminuiscono le prestazioni se una o più celle , di un modulo fotovoltaico , vengono coperte o ombreggiate da alberi o comignoli. Perchè vengono utilizzati i diodi di bypass. Quale funzione hanno i diodi di by-pass. Spieghiamo l’effetto hotspot nei pannelli fotovoltaici e come si origina.
Una cella FV ombreggiata smette di produrre energia elettrica e si comporta come un diodo polarizzato inversamente. L’ interruzione provocata da una cella ombreggiata impedisce il passaggio di corrente attraverso tutte le celle ad essa collegate in serie. Si parla in questo caso di effetto «tubo di giardino» per analogia con l’ effetto di diminuzione del flusso dell’acqua che si ottiene quando si schiaccia in un qualsiasi punto il tubo. Una situazione simile si verifica anche nel caso in cui i moduli FV abbiano caratteristiche tecniche diverse tra loro. In questo caso, che prende nome di mismatch, il modulo più «debole» presente all’ interno di una stringa farà da collo di bottiglia per tutte le altre, limitando il flusso massimo di corrente elettrica in base alle sue caratteristiche inferiori.

Studio del comportamento di un pannello fotovoltaico soggetto ad ombreggiamento parziale il fenomeno delle HOT SPOT

Cosa succede se un pannello fotovoltaico viene ombreggiato parzialmente ?
Per rispondere a questa domanda dobbiamo conoscere il comportamento elettrico di una cella fotovoltaica. Una cella fotovoltaica ha un comportamento elettrico simile ad un diodo. In effetti viene sfruttato l’effetto fotovoltaico della giunzione elettronica PN. Questo si traduce in un grafico simile a quello di un diodo. Nel caso di normale funzionamento la cella fotovoltaica genera una tensione positiva ai capi del anodo (faccia argentata non esposta alla luce) e il verso della corrente è dal catodo verso l’anodo, cioè con un verso opposto a quello che si ha quando si polarizza direttamente un diodo. Nel caso la cella venga ombreggiata di una percentuale proporzionale alla superficie, la corrente si riduce di detta percentuale con andamento lineare. Quando la cella è totalmente ombreggiata smette di generare corrente. Quando una cella è collegata elettricamente in serie ad altre celle fotovoltaiche ed è sottoposta ad ombreggiamento al 100% la sua corrente generata è zero. Le altre celle, non essendo ombreggiate, producono corrente e tensione che polarizzano inversamente la cella fotovoltaica ombreggiata. La cella ombreggiata si oppone al flusso di corrente con la sua resistenza che genera una tensione con verso opposto a quella generata dalle altre celle. Se nelle celle sta circolando 1A e non è stato inserito un diodo di by-pass, ipotizzando una resistenza di 10 ohm nella cella ombreggiata, la tensione totale di 18 celle in serie sarà circa
(0,5V x 17 celle) – (1A x 10 ohm) = 8,5V – 10V = -1,5V
La potenza dissipata nella cella ombreggiata equivale a 10W. Questa potenza è sufficiente per surriscaldare la cella fotovoltaica totalmente ombreggiata.
Ma cosa succederebbe se la corrente fosse di 3A. La tensione ai capi della cella ombreggiata sarebbe di 30V, e la potenza dissipata di 90W. Questa potenza surriscalderebbe la cella a tal punto da distruggerla. Si creerebbe un fenomeno cosidetto “Hot Spot”. Per ovviare a questo inconveniente sono stati introdotti i diodi di by-pass. Questi diodi sono normalmente polarizzati inversamente, cioè il catodo è collegato all’anodo della cella numero 18 e il anodo è collegato al catodo della cella numero 1. Quando la tensione tra anodo e catodo del diodo di by-pass oltrepassa la soglia di 0,3V (se viene usato un diodo schottky) che corrisponde ad una tensione negativa tra la cella 1 e 18 il diodo entra in conduzione e fa scorrere corrente tra anodo e catodo. Questo comportamento ha come effetto di limitare la tensione negativa ai capi della cella ombreggiata. In questo caso la cella ombreggiata potrà generare un massimo di
(8,5V + 0,3V) = -8,8V
per qualunque corrente che scorre nelle celle. Questo limiterà anche la potenza massima a 26,4W. Questo effetto può essere notato solo in caso di carico esterno applicato al pannello fotovoltaico. La corrente di cortocircuito Isc corrisponderà a quella nominale. La tensione di circuito aperto Voc corrisponderà alla somma delle tensioni delle celle non ombreggiate.

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Ti sei accorto che il tuo impianto fotovoltaico ha un problema di produzione di energia ma non riesci a risalire alla causa; apparentemente i moduli sono integri, non ci sono lesioni o guasti visibili a occhio nudo. Solitamente è necessaria una termografia dei pannelli fotovoltaici per riuscire a individuare il problema che non permette ai moduli di funzionare come dovrebbero.

Quando effettuare una termografia dei pannelli fotovoltaici

A volte non ci si accorge neanche che la resa dei pannelli fotovoltaici è calata perché magari il danno è minimo; spesso infatti l’individuazione di un malfunzionamento avviene durante la pulizia dei moduli, nella fase della manutenzione. I pannelli fotovoltaici infatti periodicamente devono essere lavati affinché la loro resa sia massima. Il danno potrebbe consistere in una cella difettosa. La termografia è in grado di fotografare puntualmente lo stato delle celle individuando con una strumentazione sofisticata i punti caldi del pannello, tecnicamente definiti hot spot.

Quali possono essere le cause del malfunzionamento di una cella del pannello? Il tecnico IMEL-OSASIO è in grado di individuare la causa di un malfunzionamento non prima di aver effettuato tutta una serie di valutazioni. La dispersione dell’energia può essere infatti causata da una serie di problemi:

  • un difetto imputabile all’impianto nel suo complesso;
  • un problema nell’esposizione del pannello al sole;
  • l’accumulo eccessivo di sporcizia sui moduli fotovoltaici;
  • la presenza di una cella difettosa.

In cosa consiste l'analisi termografica dei pannelli solari

L’analisi termografica riesce a trovare la cella difettosa grazie all’utilizzo di un’apparecchiatura speciale: si tratta di una termocamera che esegue una spettrografia che produce una mappatura dei moduli. Attraverso l’analisi dei colori della mappa il tecnico IMEL-OSASIO è subito in grado di scoprire la cellula che mina la resa dell’impianto. Ne basta soltanto una per far funzionare male un modulo. La termocamera infatti registra le immagini termiche. L’hot spot rivela il surriscaldamento del pannello, causato dalla cella difettosa. Ci sono casi di poche celle che funzionano male che provocano un calo nella resa dell’impianto che può arrivare anche al 90%.

In seguito all’individuazione della cella il tecnico provvede alla sostituzione del pannello. Ma come è possibile che una sola cella possa causare una perdita di energia così ingente? Per spiegarlo bisogna introdurre il concetto di NOCT. Si tratta di un parametro noto ai costruttori di pannelli solari. L’indice di questo parametro solitamente si aggira intorno ai 50 gradi centigradi, tranne alcune eccezioni rappresentate dagli impianti in vetrocamera. La NOCT incide moltissimo sulla resa dei moduli. Non è altro che la temperatura di funzionamento del pannello.

Più alto è il valore espresso dalla NOCT, più grande sarà la dispersione di energia, specialmente quando la temperatura esterna ambientale è più calda. Il surriscaldamento incide negativamente sull’impianto, infatti i pannelli fotovoltaici lavorano al massimo dell’efficienza quando la temperatura ambientale si aggira intorno ai 25 gradi centigradi. Temperature più alte provocano un surriscaldamento dei moduli e il loro malfunzionamento. Solitamente sono sempre poche celle a surriscaldarsi e a provocare una sorta di reazione a catena sulle altre celle. Infatti ogni cella difettosa crea una reazione negativa sulle altre. All’interno di un impianto fotovoltaico di 30kWp, è sufficiente un diodo che non funziona bene per provocare perdite economiche di una certa entità. In un anno il mancato introito può essere anche pari a 100 euro. E come se non bastasse il danno, causato dalla cella difettosa può propagarsi “contagiando” i moduli adiacenti.

Per questo è sempre bene manutenere il tuo impianto affidandoti al personale specializzato della IMEL-OSASIO per effettuare la termografia.

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