di Ugo Bardi

C’è in giro una leggenda che dice che i pannelli fotovoltaici sono un imbroglio e che dopo qualche anno non funzionano più. La leggenda è stata smentita molte volte, ma per chi, come me, possiede un impianto fotovoltaico, alle volte ti viene un po’ il dubbio. Ma non sarà mica vero?

In effetti, uno dei problemi per chi ha un impianto è capire esattamente quanto produce. In teoria, il GSE ti dovrebbe dare i dati; però te li nasconde nel loro sito web e trovarli è peggio della ricerca del santo Graal. Ogni tanto ti mandano messaggi, ma anche quelli sono estremamente misteriosi e difficili da interpretare. Certo, uno può andarsi a leggere quanto producono i pannelli sul contatore o sul display che c’è sull’inverter. Ma questa è solo una misura istantanea e non ti aiuta molto a capire se l’impianto funziona bene o no.

Quindi, per capire bene la faccenda ho deciso di attrezzarmi con un “datalogger” che ho laboriosamente installato nelle passate settimane. La cosa si è rivelata complessa per vari motivi: le istruzioni parzialmente in tedesco, il manuale che si riferiva a un altro datalogger, far dialogare la scheda e il PC e altre cosette. Insomma, con una giudiziosa applicazione del “principio del Bonobo” (batti la noce di cocco sul sasso finché non si rompe) sono riuscito a far funzionare tutto. Ecco un esempio, i risultati per l’8 Maggio 2009; potenza istantanea (misurata ogni 15 minuti) in funzione dell’ora del giorno.

Vedete come la potenza cresce con il progredire del giorno. Qua e la, vedete delle cadute dovute a qualche nuvoletta passeggera. La curva è un po’ asimmetrica, il che deriva da qualche ombreggiatura la mattina - cosa che sapevo già ma non riuscivo a quantificare. Da certi conti approssimati che ho fatto sui record di questo di altri giorni, le ombre mi fanno perdere circa il 3-5% sul totale.

La curva mi da anche il massimo di produzione. Finora, il massimo che ho osservato è stato 2150 W. Andrebbe comparato con i dati ottenuti da un solarimetro, ma per il momento non ho fatto misure di questo tipo. Si può però fare una valutazione considerando che la potenza massima nominale dell’impianto è misurata con incidenza normale alla superficie. Dato che l’impianto è a un angolo fisso. (17.7 gradi rispetto all’orizzonte) bisogna considerare la perdita corrispondente. Da questo sito, ho dedotto che alla latitudine di Firenze (43 deg 56′) il sole alla massima altezza si trovava a 63.3 gradi rispetto all’orizzonte. Ovvero, si trovava a un angolo di 22.7 gradi rispetto allo zenith, il che corrisponde a un angolo di 9.4 gradi rispetto alla normale ai pannelli. Questa correzione non cambia moltissimo le cose, dato che cos(9.4) è 0.986. In totale, la massima potenza nominale attesa è 2565 W. Comparando con quella misurata, manca circa il 17%.

Dove sono finiti i 400 watt mancanti? Non sarà mica che l’impianto si è veramente degradato? Beh, qui entra nel mezzo quello che si chiama il “derate factor” che tiene conto del fatto che la potenza nominale dei pannelli va in parte a perdersi per vari fattori nel tragitto dai pannelli alla rete. Trovate una buona spiegazione di questo fattore, per esempio, a questo sito del NREL. In sostanza, dobbiamo tener conto di un certo numero di fattori che sono (i valori sono quelli tipici secondo NREL):

1. La differenza fra la potenza reale e la potenza nominale dei pannelli (0.95).

2. L’efficienza dell’inverter (0.92)

3. Il fatto che non tutti i pannelli hanno lo stesso voltaggio (0.98)

4. Le perdite resistive AC e DC (0.97)

5. Le perdite dovute ai diodi di sicurezza e altri fattori (0.995)

6. Polvere e sporcizia sui pannelli (0.95)

Ci sono altri fattori di derating, ma non sono applicabili alle misure che ho fatto all’uscita dell’inverter. Moltiplicando i valori “tipici” secondo NREL, viene fuori una perdita media di derating del 21%. Ne consegue che il valore che ho trovato io (17%) non è soprendente. Tuttavia, non è neanche poco.

Qui, ci sono ulteriori considerazioni da fare. La più importante è probabilmente che ho misurato le prestazioni sul punto di massima potenza. Non è detto affatto che la perdita sia la stessa su tutta la curva - anzi, mi sembra probabile che l’inverter renda meglio a potenze inferiori. Per fare questa misura, tuttavia, devo comparare l’uscita dell’impianto con i dati forniti da un solarimetro. Mi sto attrezzando per questo, ma ancora mi ci vorrà un po’ di tempo.

L’altra considerazione è che - probabilmente - il fattore principale di perdita per il mio impianto è proprio l’inverter. E’ un Fronius 2000 che ho comprato tre anni fa a un prezzo piuttosto buono direttamente dal produttore ma che ha due problemi: 1) è un po’ sottodimensionato per l’impianto e 2) secondo un test recente di “Photon Magazine” ha un efficienza di circa il 92%, che è poco rispetto a quella di altri inverter sul mercato che fanno anche il 95%-96%.

A questo punto, mi chiederete perché ho comprato proprio quell’inverter. Beh, come diceva quello che per cogliere le more si era buttato tutto nudo nel cespuglio di rovi, “in quel momento mi sembrava una buona idea”. Diciamo che si paga lo scotto dell’inesperienza, ma anche il fatto che l’impianto è stato progettato tre anni fa e in quel momento non c’erano tanti inverter migliori del Fronius sul mercato. Oggi o fra qualche anno potrebbe essere conveniente per me installare un inverter migliore. Però bisogna, fra le altre cose, capire se si può fare entro le regole-capestro del GSE che vuole che gli certifichi anche le capocchie dei chiodi una per una.

Come vedete, comunque, la faccenda è piuttosto complessa e non tutti sanno che, quando comprate un impianto di potenza nominale “X”, all’uscita la potenza reale potrebbe essere tranquillamente inferiore di un buon 15% o anche di più. Deve essere questa situazione che ha dato origine alla leggenda che citavo prima; quella della rapida degradazione dei pannelli. Quello che succede è che uno non riesce a capire niente dai dati che gli manda il GSE. Allora sale in soffitta, guarda il numeretto sul pannello dell’inverter e vede che è molto inferiore al valore massimo, a questo punto nota che è una giornata di sole e infine ne deduce che i pannelli non funzionano più. Così nascono le leggende.

In fin dei conti, comunque, quello che conta è quello che uno ha prodotto a fine anno. Da una laboriosa interpretazione delle tabelle sul sito del GSE, deduco che nel 2008 ho prodotto 3333 kWh; il che corrisponde a 1282 ore equivalenti di funzionamento. Questo è un valore accettabile per la latitudine di Firenze. Comparando i dati per i primi mesi del 2009 con quelli equivalenti del 2008, vi posso dire che non c’è alcuna evidenza di una degradazione significativa delle prestazioni dei pannelli. Perlomeno a questo, ci sono arrivato!

Da qui, si può cominciare a parlare di ricavi, ammortamenti e robe del genere, ma è un’altra cosa e ne parleremo un’altra volta.