Delaminazione dei Moduli FV: Impatti sull’Efficienza e Durata degli Impianti
Cause ed effetti di un fenomeno di degrado fortemente invalidante per il fotovoltaico
Pubblicato il 5 agosto 2024
Il fenomeno della delaminazione nei moduli fotovoltaici è un problema che riguarda la separazione degli strati costitutivi del modulo stesso.
Un modulo FV è composto da vari strati, tra cui la copertura di vetro, le celle fotovoltaiche, i materiali di incapsulamento (generalmente EVA, etilene-vinil-acetato) e il pannello di supporto posteriore (backsheet). Si parlerà di delaminazione quando tali strati tenderanno a separarsi, compromettendo l’integrità strutturale e la funzionalità del modulo. Vediamo quindi nel dettaglio quali sono le cause che generano tale fenomeno e gli effetti che esso comporta.
Cause della Delaminazione:
Degradazione dei materiali di incapsulamento: L’EVA ( etilene-vinil-acetato), può degradarsi sotto l’influenza di radiazioni ultraviolette, calore e umidità. Questa degradazione può ridurre l’adesione tra i vari strati, portando alla delaminazione.
Difetti di fabbricazione: Problemi nella produzione, come una scarsa laminazione o l’utilizzo di materiali di bassa qualità, possono predisporre il modulo alla delaminazione.
Stress termico: Le variazioni di temperatura possono causare dilatazioni e contrazioni tra i materiali, creando tensioni interne che favoriscono la separazione degli strati.
Infiltrazione di umidità: Se l’umidità penetra all’interno del modulo, può accelerare la corrosione dei contatti elettrici e la degradazione dei materiali di incapsulamento, contribuendo quindi alla delaminazione.
Effetti della Delaminazione:
Riduzione dell’efficienza: La delaminazione può causare una diminuzione dell’efficienza del modulo, a causa della riflessione aumentata, della dispersione della luce e della perdita di contatto elettrico tra le celle.
Perdita di isolamento: La separazione degli strati può esporre parti del modulo a condizioni ambientali sfavorevoli, compromettendo l’isolamento elettrico e aumentando il rischio di cortocircuiti. Un parametro cruciale da monitorare è la resistenza di isolamento: se questo valore diminuisce, gli inverter non si avviano, provocando l’interruzione della produzione dell’impianto.
Distacco della Junction Box: La delaminazione del backsheet posteriore, può consentire il distacco della scatola di giunzione con conseguente esposizione di componenti elettrici attivi e possibilità di insorgenza di archi elettrici.
Durata ridotta: Moduli affetti da delaminazione tendono ad avere una vita utile più breve a causa della progressiva perdita di integrità strutturale.
"Confronto tra i principali fenomeni di degrado in relazione alla vita utile di un modulo FV"
credits: Report IEA-PVPS T13-01:2014 - "Review of Failures of Photovoltaic Modules"
Rilevazione del fenomeno:
La delaminazione può essere identificata attraverso un’ispezione visiva accurata del modulo fotovoltaico. I segnali visivi tipici includono cambiamenti cromatici nel modulo, presenza di macchie sulla superficie anteriore e formazione di bolle o rigonfiamenti sul lato posteriore. Questi fenomeni visibili sono indicativi di un deterioramento dei materiali di incapsulamento o della separazione degli strati che compongono il modulo.
Prevenzione:
Per ridurre il rischio di delaminazione in generale, è essenziale scegliere moduli fabbricati con materiali di alta qualità (preferibilmente definiti come TIER 1) coinvolti in processi di produzione rigorosamente controllati e certificati. Infatti, test rigorosi e standard elevati di qualità durante la fase di produzione possono aiutare a identificare e correggere potenziali difetti.
Per ridurre invece le specifiche potenziali problematiche legate allo stress termico e all'umidità è consigliabile valutare l’acquisto di moduli vetro-vetro, come per esempio gli Hyundai MF Series. Questi moduli offrono una maggiore resistenza meccanica e una migliore distribuzione delle tensioni, riducendo il rischio di delaminazione causato dalle variazioni di temperatura. Inoltre, la doppia protezione in vetro contribuisce a una maggiore durabilità del modulo, proteggendo meglio gli strati interni.
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