L’inquinamento atmosferico è un problema globale che ha conseguenze di vasta portata, non solo per la salute umana ma anche per varie industrie e tecnologie. In qualità di fornitore del sistema solare sul tetto da 2 MW, ho assistito in prima persona a come l'inquinamento atmosferico possa influire sulle prestazioni e sulla longevità di questi sistemi. In questo blog approfondirò i modi in cui l'inquinamento atmosferico influisce su un sistema solare su tetto da 2 MW e discuterò le potenziali soluzioni per mitigare questi effetti.
Riduzione dell'irraggiamento solare
Uno degli impatti più diretti dell’inquinamento atmosferico su un sistema solare su tetto da 2 MW è la riduzione dell’irraggiamento solare. L'irradianza solare si riferisce alla quantità di energia solare ricevuta per unità di area sulla superficie terrestre. Gli inquinanti come il particolato (PM), il biossido di zolfo (SO₂), gli ossidi di azoto (NOₓ) e l'ozono (O₃) nell'atmosfera possono disperdere e assorbire la luce solare.
Il particolato, che comprende polvere, fumo e aerosol, funge da barriera tra il sole e i pannelli solari. Quando la luce solare attraversa l’aria inquinata, queste particelle diffondono la luce in diverse direzioni, riducendo la quantità di luce solare diretta che raggiunge i pannelli solari. Questo fenomeno è noto come "effetto oscuramento". Secondo uno studio dell'Organizzazione Meteorologica Mondiale, nelle aree urbane altamente inquinate, la riduzione dell'irraggiamento solare dovuta all'inquinamento atmosferico può arrivare fino al 20 - 30% rispetto alle condizioni di aria pulita.
Per un sistema solare su tetto da 2 MW, questa riduzione dell’irraggiamento solare può avere un impatto significativo sulla sua capacità di generazione di energia. Il sistema è progettato per convertire la luce solare in elettricità in base a un certo livello di irraggiamento solare. Quando l’irraggiamento effettivo è inferiore al valore di progetto, i pannelli solari producono meno elettricità. Ciò significa che il sistema potrebbe non raggiungere la potenza nominale, con conseguente diminuzione della produzione complessiva di energia e potenziali perdite finanziarie per il proprietario del sistema.
Sporco dei pannelli solari
L'inquinamento atmosferico porta anche allo sporco dei pannelli solari. Il particolato presente nell'aria può depositarsi nel tempo sulla superficie dei pannelli solari, formando uno strato di sporco e sporcizia. Questo strato di sporco può impedire alla luce solare di raggiungere le celle fotovoltaiche all'interno dei pannelli, riducendone ulteriormente l'efficienza.
Lo sporco sui pannelli solari ha un effetto cumulativo. Man mano che sempre più particelle si accumulano sulla superficie, la riduzione dell’efficienza diventa più pronunciata. Oltre al particolato, gli inquinanti come il biossido di zolfo e gli ossidi di azoto possono reagire con l'umidità presente nell'aria per formare composti acidi. Queste sostanze acide possono corrodere la superficie dei pannelli solari, danneggiando il rivestimento antiriflesso e altri strati protettivi. Ciò non solo riduce l'efficienza del pannello ma ne accorcia anche la durata.
Uno studio condotto sui pannelli solari in un’area industriale inquinata ha rilevato che lo sporco dei pannelli potrebbe ridurne l’efficienza fino al 15% in pochi mesi. Per un impianto solare su tetto da 2 MW, la pulizia regolare dei pannelli è essenziale per mantenerne le prestazioni. Tuttavia, una pulizia frequente può essere costosa e richiedere molto tempo, soprattutto per i sistemi su larga scala. Inoltre, metodi di pulizia non corretti possono anche danneggiare i pannelli, aggravando ulteriormente il problema.
Degradazione chimica dei componenti dei pannelli solari
L’inquinamento atmosferico può causare la degradazione chimica dei vari componenti di un sistema solare su tetto da 2 MW. Sostanze inquinanti come il biossido di zolfo e gli ossidi di azoto possono reagire con i materiali utilizzati nei pannelli solari e in altri componenti del sistema. Questi inquinanti acidi, ad esempio, possono reagire con il materiale incapsulante che protegge le celle fotovoltaiche, provocandone il degrado nel tempo.
Il degrado dell'incapsulante può portare all'ingresso di umidità nelle celle, che può causare cortocircuiti elettrici e altri problemi di prestazioni. Inoltre, i componenti metallici del sistema, come il telaio e il cablaggio, possono essere corrosi dagli inquinanti acidi presenti nell'aria. La corrosione può indebolire l'integrità strutturale dei componenti e aumentare la resistenza dei circuiti elettrici, riducendo l'efficienza complessiva del sistema.
Anche l'ozono, un altro inquinante presente nell'atmosfera, può avere un effetto dannoso sui pannelli solari. L'ozono è un gas altamente reattivo che può ossidare i polimeri utilizzati nei pannelli, come il backsheet. L'ossidazione del backsheet può portare a fessurazioni e delaminazioni, esponendo i componenti interni a fattori ambientali e aumentando il rischio di guasti del sistema.
Impatto sulla durata del sistema
Gli effetti combinati della ridotta irradianza solare, dello sporco e del degrado chimico possono avere un impatto significativo sulla durata di vita di un sistema solare su tetto da 2 MW. Un sistema solare sul tetto ben mantenuto e in condizioni di aria pulita può avere una durata di 25-30 anni. Tuttavia, in un ambiente inquinato, il sistema potrebbe subire guasti prematuri a causa del degrado accelerato dei suoi componenti.
La ridotta efficienza del sistema nel tempo significa che potrebbe non essere in grado di generare energia elettrica sufficiente a coprire i costi di manutenzione e sostituzione. Ciò può portare a una vita economica più breve del sistema, costringendo il proprietario del sistema a investire in un nuovo sistema prima del previsto.
Strategie di mitigazione
Nonostante le sfide poste dall’inquinamento atmosferico, esistono diverse strategie che possono essere adottate per mitigarne l’impatto su un sistema solare su tetto da 2 MW.
Pulizia e manutenzione regolari
La pulizia regolare dei pannelli solari è fondamentale per rimuovere lo strato di sporco e mantenerne l'efficienza. Per un sistema solare su tetto da 2 MW, è possibile assumere un servizio di pulizia professionale per garantire che i pannelli vengano puliti in modo sicuro ed efficace. La frequenza della pulizia dipende dal livello di inquinamento atmosferico nella zona. Nelle aree altamente inquinate, la pulizia potrebbe essere necessaria ogni pochi mesi, mentre nelle aree meno inquinate potrebbe essere sufficiente la pulizia annuale.
Oltre alla pulizia è necessaria anche la regolare manutenzione dei componenti del sistema. Ciò include il controllo dei collegamenti elettrici, l'ispezione della struttura di montaggio per la corrosione e il monitoraggio delle prestazioni del sistema. Rilevando e risolvendo tempestivamente eventuali problemi, il sistema può essere mantenuto in condizioni di funzionamento ottimali.
Utilizzo di rivestimenti antisporco
Sulla superficie dei pannelli solari è possibile applicare rivestimenti antisporco per ridurre l'adesione del particolato. Questi rivestimenti sono progettati per rendere la superficie del pannello idrofobica, il che significa che le gocce d'acqua possono facilmente rotolare via dalla superficie, portando via sporco e polvere. Alcuni rivestimenti antisporco hanno anche proprietà autopulenti, che possono ridurre ulteriormente la necessità di frequenti pulizie manuali.
Selezione della posizione
Quando si installa un sistema solare sul tetto da 2 MW, la posizione deve essere scelta attentamente per ridurre al minimo l’impatto dell’inquinamento atmosferico. Sono preferibili le aree con bassi livelli di inquinamento atmosferico, come le aree rurali o le aree sottovento rispetto a fonti industriali. Inoltre, l’orientamento e l’angolo di inclinazione dei pannelli solari dovrebbero essere ottimizzati per massimizzare l’esposizione alla luce solare e ridurre l’accumulo di sporco.
Conclusione
L’inquinamento atmosferico pone sfide significative alle prestazioni e alla durata di un sistema solare su tetto da 2 MW. La riduzione dell’irraggiamento solare, l’imbrattamento dei pannelli solari, il degrado chimico dei componenti e la riduzione della durata di vita sono tutti problemi che devono essere affrontati. Tuttavia, implementando adeguate strategie di mitigazione come la pulizia regolare, l’uso di rivestimenti antisporco e un’attenta selezione della posizione, l’impatto dell’inquinamento atmosferico può essere ridotto al minimo.
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Riferimenti
- Organizzazione meteorologica mondiale. "Inquinamento atmosferico e irradiazione solare: una prospettiva globale".
- Studio di ricerca sullo sporco dei pannelli solari nelle aree industriali.
- Studio sulla degradazione chimica dei componenti dei pannelli solari a causa dell'inquinamento atmosferico.
