Backsheet dei moduli FV: ecco i fattori di degrado da tenere sotto controllo!
Una panoramica su quali siano i principali fenomeni di degrado associati al retro di un modulo fotovoltaico
Pubblicato in Progettazione7 giugno 2024
In un pannello il backsheet costituisce la parte posteriore dei moduli fotovoltaici monofacciali. Il suo ruolo è cruciale: protegge i componenti elettrici all'interno del modulo dagli elementi esterni e assicura un funzionamento sicuro anche quando il sistema è sottoposto a tensioni elevate. Comunemente, il backsheet è composto da un materiale multistrato, costituito da tre film, ognuno con proprietà e spessori differenti, nello specifico: Inner layer (10-100 μm): è lo strato del backsheet più interno al modulo e si trova a diretto contatto con l'incapsulante (EVA); Core layer (250 μm): è lo strato intermedio del backsheet, offre resistenza meccanica e isolamento elettrico ma ha anche il compito di schermare eventuali infiltrazioni di acqua, ossigeno e evita la fuoriuscita dell'acido acetico generato dalla decomposizione dell'EVA; Outer layer (10-50 μm): è lo strato esposto all'ambiente esterno del backsheet, pertanto fornisce resistenza ai raggi UV diretti e indiretti, agli agenti atmosferici, nonché resistenza meccanica durante la fase di trasporto ed installazione. Mentre lo stato centrale (Core layer) è sempre costituito da Polietilene Tereftalato (PET) che offre ottime qualità in termini di resistenza meccanica e isolamento elettrico, lo strato più interno e quello più esterno possono essere costituiti da vari materiali, la cui scelta da parte del produttore influenza il prezzo finale del modulo. La resistenza nel tempo del backsheet ha un ruolo chiave nella durata di vita del modulo. Le modalità di degrado relative al retro del pannello sono diverse e possono interessare tutti e tre gli strati precedentemente descritti. Di seguito verranno riportati alcune tipologie di degrado associate al retro di un modulo fotovoltaico: Powdering (o chalking): si manifesta nell'outer layer ed è causato dagli UV riflessi e dagli agenti atmosferici a cui il retro del modulo è sottoposto; Cracking: si manifesta in tutti e tre gli strati costituenti il backsheet, le crepe infatti si possono manifestare sia esternamente che internamente in quanto l'esposizione diretta dell'Inner layer ai raggi UV e ai cicli termici causano una cristallizzazione di questo film con conseguente perdita di elasticità e cracking; la cella tuttavia protegge lo strato interno del backsheet dall'esposizione diretta ai raggi UV, per tale motivo la formazione delle crepe in questo strato riguarda solo gli spazi lasciati liberi tra due celle che sono direttamente esposte alla luce; Creazione di muffe e alghe: causato dall'ingresso di acqua dovuto al cedimento del backsheet; Collasso del vetro anteriore: se il backsheet non garantisce il corretto isolamento da umidità e acqua, questi possono incidere nel tempo sulle caratteristiche meccaniche del vetro causandone il collasso. Delaminazione: si manifesta con l'insorgenza di bolle nel retro del pannello che, se presenti nella zona centrale del modulo, può non rappresentare un problema di sicurezza. L'area interessata infatti funzionerebbe a una temperatura leggermente maggiore rispetto all'area adiacente, ma finché la bolla non viene rotta o espansa la sua presenza non pregiudica le prestazioni e la sicurezza del modulo. Discorso diverso se invece la delaminazione e la conseguente formazione di bolle avviene in prossimità della scatola di giunzione o in prossimità del bordo del modulo; la delaminazione del bordo infatti potrebbe fornire un percorso per l'acqua, che durante un temporale o nelle prime ore della giornata sotto forma di rugiada si deposita sopra il modulo, riversandosi successivamente al suo interno. Ciò può fornire un percorso elettrico diretto a terra generando un serio problema di sicurezza. Allo stesso modo, la delaminazione vicino alla scatola di giunzione può causarne l'allentamento, sottoponendo a stress meccanico i componenti sotto tensione e provocandone la rottura. Purtroppo non vi sono rimedi ai problemi causati dal degrado del backsheet di un modulo economicamente fattibili e che garantiscano un'affidabilità nel tempo se non la sostituzione del modulo, che viene riconosciuta in garanzia dal produttore come difetto di fabbricazione. source: "Large scale PV-backsheet study in SolMat published by Claudia Buerhop-Lutz" (https://www.hi-ern.de) source: "Advanced analysis of backsheet failures from 26 power plants" (https://www.ise.fraunhofer.de) source: "Review of Failures of Photovoltaic Modules -IEA International Energy Agency" Desideri approfondire altri fenomeni di degrado o particolarità che coinvolgono i moduli fotovoltaici? Scopri di più cliccando sui link sottostanti! - Il fenomeno del PID - LID: ecco perché i moduli FV perdono efficienza subito dopo l'installazione! - Basso coefficiente di temperatura, alto rendimento!
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