Funzionamento pannelli solari: come verificarne l'efficienza

Pannelli fotovoltaici per affrontare la crisi energetica

L'emergenza climatica, quella geopolitica e la pressione sui mercati che stiamo vivendo fanno scaturire delle domande, le cui risposte ndicano una sola soluzione al problema, ossia la necessità di sostituire i combustibili fossili con le energie rinnovabili.

Il fotovoltaico, in particolare, risponde a pieno a tale esigenza e per tale motivo la sua applicazione è incoraggiata in tutti i settori, specialmente in quello delle costruzioni.


Tale svolta ha indotto le aziende produttrici di pannelli solari a ricercare sempre di più nuovi materiali capaci di abbassare i costi degli impianti, ottenendo comunque un buon rendimento in termini di energia prodotta.

L'installazione di pannelli solari su di una abitazione, comporta la scelta del posto migliore per poter ottenere una resa ottimale in termini di energia.
Pertanto, esposizione, orientamento, distanza da zone d'ombra persistenti, ecc, diventano aspetti da non trascurare.
Di frequente un impianto di pannelli fotovoltaici, può essere collocato su superfici non facilmente ispezionabili, come ad esempio le falde inclinate di un tetto, con la conseguenza di non poter essere facilmente ispezionabile senza la predisposizione dei dispositivi di sicurezza previsti dalle norme in materia.

Funzionamento pannelli fotovoltaici e controlli periodici

Tale condizione, non permette di rilevare eventuali anomalie presenti sulle superfici dei pannelli, causate da fattori differenti, come sporcizia, danni alle celle, ecc., per cui il loro monitoraggio riveste un fattore importante nell'analisi del rendimento delle celle e nella valutazione delle posizioni ottimali per impianti fotovoltaici.

A tale scopo, sono così stati sviluppati diversi strumenti di misura atti a facilitare il monitoraggio fotovoltaico, al fine di tenere sotto controllo l'impianto, cosa che garantendo un rendimento elevato e costante comporta il maggior risparmio economico in bolletta.


Vediamo in particolare quali sono le problematiche che possono compromettere il buon funzionamento di un impianto, riducendone la quantità di energia prodotta.

Tra i motivi principali si riscontrano la presenza di sporcizia sui pannelli, malfunzionamento di Inverter, danneggiamenti di celle, ombreggiamenti, danni causati da eventi atmosferici come grandine, ecc.


Premesso che le ditte produttrici di solito forniscono anche la possibilità di controllare da remoto mediante delle App, il funzionamento dell'impianto, ciò non esclude la necessità di un controllo diretto dei pannelli.

Tenendo conto che possono essere in atto dei fenomeni di degrado delle celle o di altre parti dell'impianto, le quali possono essere salvaguardate grazie a una ispezione preventiva, considerando che prevenire è meglio che curare, non solo in campo medico.

Funzionamento pannelli fotovoltaici: la comparsa di difetti

Vediamo adesso quali possono essere tali manifestazioni, annunciatrici di un probabile futuro malfunzionamento dell'impianto, tenendo conto del fatto che solo alcune di esse si palesano in maniera visibile all'occhio umano, mentre altre hanno bisogno di essere rivelate attraverso l'impiego di altri metodi diagnostici come ad esempio la termografia.

Tra le manifestazioni visibili all'occhio umano, si possono rilevare sporcizia, rappresentata da incrostazioni o accumuli di escrementi prodotti dai volatili, danneggiamenti causati da grandinate o cadute accidentali di oggetti sui pannelli, ecc.


Un altro importante segnale di criticità visibile a occhio nudo è rappresentato dalla cosidetta bava di lumaca sui pannelli, ovvero una piccola lesione della cella che può compromettere in seguito il normale funzionamento dell'impianto.

In presenza di un tale segnale, è buona norma effettuare un approfondimento diagnostico, mediante la termografia, per poter avere un riscontro ben più chiaro e completo del fenomeno in atto.

Generalmente i fenomeni sin qui descritti, si manifestano dopo alcuni mesi dall'istallazione dell'impianto, e possono evolvere anche più velocemente se le condizioni di esposizione dei pannelli è tale da subire forti sbalzi termici.

Difetti non visibili a occhio nudo in un pannello solare

Le criticità non osservabili a occhio nudo, possono essere localizzate, mediante l'indagine termografica eseguita da tecnico qualificato, che a conclusione dell'indagine effettuata, può evidenziare le aree con celle difettose, non in grado di generare quell'energia che normalmente sono capaci di produrre in determinate condizioni di esposizione solare.

Il rilievo di una cella difettosa, comporta la comparsa nell'immagine termografica di un'area più calda rispetto alle aree prive di problemi. Tale fenomeno, è dovuto al fatto che la cella difettosa richiede energia dalle altre celle adiacenti.


Il problema diventa ancora più grave, quando una singola cella difettosa in un modulo produce una riduzione di efficienza superiore all'entità del problema della singola cella, tenuto conto del fatto che le celle sono collegate in serie.

Pertanto, ciò può comportare che un modulo con una cella danneggiata, oltre a produrre una riduzione di efficienza della stringa di moduli in serie, manifesti un problema di mismatching, ossia un cattivo accoppiamento delle stringhe disposte in parallelo.

Ispezionare i pannelli solari nelle condizioni migliori

L'operazione di verifica e controllo dei pannelli solari, mediante l'impiego della termografia, non può essere effettuata in qualsiasi momento, senza tener conto di alcuni parametri specifici.

Occorre infatti che il tecnico verificatore accerti che ci siano condizioni di irraggiamento stabili e che non ci siano nuvole bianche in un cono di 60° di apertura intorno al sole, che possano rendere instabili le misure di radiazione solare.


Bisogna inoltre evitare di fare verifiche tecniche-funzionali nelle ore più calde: in estate i moduli fotovoltaici possono raggiungere i 60°C e di conseguenza lavorare a efficienza più bassa.

In particolare, è bene evitare di effettuare le operazioni di verifica anche nelle giornate afose, in quanto il contenuto di umidità nell'aria determina una componente di radiazione diffusa più elevata e di conseguenza un rendimento del campo fotovoltaico più basso.

Quando effettuare un'ispezione

Di solito, per capire se c'è umidità nell'aria, si può far riferimento alla colorazione del cielo: se tale colorazione appare di un bel blu, si è in presenza di radiazione diffusa molto bassa, mentre una tendenza al bianco si avrà una componente diffusa più alta.

Altro fattore da tener presente prima di effettuare le verifiche illustrate è il controllo della radiazione presente al momento dell'ispezione, la quale non deve essere al di sotto di 700 W/m2.


Altro elemento da verificare è il corretto funzionamento dei moduli, della struttura, dei quadri elettrici, dei cavi e dei loro passaggi di tutto l'impianto.

Per ottenere infine la reale capacità energetica dei pannelli solari è necessario che l'intero campo venga opportunamente pulito, al fine di evitare la presenza di celle oscurate da sporcizie varie, o ombreggiamenti provocati dalla presenza di elementi limitrofi, come costruzioni pali, antenne, alberi, e ogni altro elemento generatore di ombre persistenti.

Prevenire malfunzionamenti con spese contenute

I controlli sopradescritti, sono importanti per poter mantenere efficiente l'impianto.

Dai risultati ottenibili dalle indagini, possono scaturire utili suggerimenti per migliorare le condizioni di esercizio dell'intero sistema fotovoltaico, ottenendo così un effettivo risparmio sulla bolletta dei consumi elettrici.

Il costo di una verifica di un impianto fotovoltaico di modeste dimensioni ad uso domestico, può variare da 350 a 1000 euro.

Tenendo conto che tale intervento oltre a verificare la reale efficienza dell'impianto, può evitare danni ben più costosi della spesa occorrente per la verifica descritta, si capisce come sia utile prenderla in considerazione.