SpoT - Smart Photovoltaic Technology

SpoT - Smart Photovoltaic Technology SPOT S.r.l. è uno Spin-Off dell'Università di Parma al servizio degli impianti fotovoltaici (PV) s

Le conseguenze economiche dei difetti di impianto. Il parco fotovoltaico italiano fornisce circa 24 TWh/anno di energia ...
16/09/2018

Le conseguenze economiche dei difetti di impianto.

Il parco fotovoltaico italiano fornisce circa 24 TWh/anno di energia elettrica a fronte di una potenza cumulativa installata di quasi 20 GWp. Considerando un derating naturale dell’1%/anno si ha una perdita prestazionale di 200 MWp/anno, ovvero una mancata produzione nominale di energia pari a 250 GWh/anno. Purtroppo, la perdita prestazionale dell’intero parco fotovoltaico è ben superiore a causa dei difetti di impianto, arrivando, nei casi peggiori, a raddoppiare il derating naturale dimezzando così la vita utile dell’impianto. E se, come spiega la Strategia Elettrica Nazionale (SEN), al 2030 dobbiamo arrivare a oltre 60 TWh/anno di energia prodotta da fotovoltaico non possiamo prescindere dal mantenere efficiente il parco FV attuale. In futuro, sarà sempre più importante verificare a priori la qualità intrinseca delle soluzioni tecnologiche (soprattutto moduli e inverter) adottate nei progetti esecutivi (SpoT s.r.l.). Per quanto riguarda gli impianti esistenti non è sufficiente fermarsi a monitorare il Performance Ratio (PR) in quanto questo parametro non distingue tra fattori ambientali, quali ombreggiamenti, nuvole, polvere e detriti, inquinamento e di efficienza del sistema, come degrado di celle e moduli, mismatch di stringa e di stringa-stringa, disallineamenti ottici, etc…L’efficienza del sistema deve essere monitorata a parte e, nel caso di perdite di produttività significative, ricorrere al test di Diagnostica Predittiva (SpoT s.r.l.) per conoscere la reale vita futura dei moduli. Ma quand’è che una perdita di produttività diventa significativa? Quando il ritorno sull’investimento, il cosiddetto ROI, non segue l’andamento tracciato in fase di progetto (Business-Plan). Ecco perché l’aspettativa di vita dei moduli FV è un parametro fondamentale per stimare il costo di produzione del kWh (CP). Escludendo i costi di mantenimento dell’impianto (manutenzione ordinaria e straordinaria), è noto che CP dipende dalla produzione annua Pa e dal fattore finanziario F20 nel caso si sia fatto un prestito da restituire in 20 anni.
In modo approssimato sappiamo che CP ≈ F20 [I / Pa], dove I è il capitale preso in prestito ad un determinato tasso di interesse (se r è il tasso d’interesse F20 = r/[1 - (1+ r)-20], significa che per un interesse del 5%, F20 = 0,08, cioè la rata annuale corrisponde all’8% del capitale). Generalmente si fissa il periodo di restituzione del capitale uguale alla vita operativa dell’impianto. Per il bilancio economico d’impresa, è quindi estremamente importante poter contare su una vita operativa più lunga possibile. Supponiamo che il prezzo di vendita sia Y volte il costo di produzione. Per non essere in perdita deve almeno verificarsi che Y Pa CP = F20 I, cioè la vendita deve almeno uguagliare la rata annuale di restituzione del capitale + gli interessi. Il sistema va completamente in crisi quando Pa diminuisce di Y volte, poiché in quel caso Pa CP = F20 I, ovvero la vendita è uguale ai costi di produzione. Se Y = 2, un impianto che produce il 50% della sua produttività nominale diventa più conveniente dismetterlo che lasciarlo in produzione.

Prof. Alessio Bosio

I difetti di impianto e le possibili soluzioni.Una semplice stima, ormai accettata nel settore, dice che solamente il 30...
16/09/2018

I difetti di impianto e le possibili soluzioni.

Una semplice stima, ormai accettata nel settore, dice che solamente il 30% degli 800.628 impianti FV, installati in Italia a fine luglio 2018, produce energia come da progetto; il restante 70% presenta un calo di produttività compreso tra il 5 e il 20%. Uno spreco di capacità produttiva non indifferente se si considera che la produzione totale nel 2017 si è attestata a 24,4 TWh! Questa stima, seppur soggetta a comprensibili errori, evidenzia che gli impianti FV installati in Italia sono caratterizzati da mancanze intrinseche dovute a molteplici cause quali difetti strutturali, progetto e costruzione, scarsa manutenzione, oltre al fatto che il generatore FV viene progettato e valutato in base alla potenza e non all’energia prodotta. Molto spesso il progettista e/o l’installatore sono anche i soggetti che eseguono la manutenzione dell’intero campo FV, nel qual caso diventa evidente il conflitto di interessi. L’utente finale spesso non ha le conoscenze e i mezzi per capire la qualità di quanto installato. Esistono soluzioni fattive a queste problematiche, si chiede il prof. Alessio Bosio, Presidente di SpoT s.r.l. uno Spin-off dell’Università di Parma nato con l’intento di restituire produttività agli impianti che stanno degradando più velocemente del previsto. “Negli ultimi anni – dice Bosio – la qualità dei moduli e degli inverter è aumentata molto, garantendo una buona produttività di base, ma vi sono ancora sul mercato moduli costruiti con materiali di bassa qualità.”
E per quanto riguarda gli impianti più datati e i nuovi progetti, cosa si può fare? “Sono possibili due linee di intervento – continua Bosio – eseguire il test di Diagnostica Predittiva messa a punto da SpoT sui moduli destinati ai nuovi impianti. Questo test consiste nell’invecchiare precocemente i moduli verificando il comportamento dei componenti attivi (celle e contatti) in modo da conoscere in anticipo il degrado reale dei moduli indipendentemente da dove saranno utilizzati. La seconda tiene conto del funzionamento attuale dei moduli e, verificato che tutte le componenti stiano funzionando correttamente (inverter, cavi, diodi, fusibili, protezioni, ecc..), si possono eseguire le prove di produttività sui moduli (caratteristiche I-V, termografie, elettroluminescenza, verifica PID, ecc…) e, per una visione completa, applicare il test di Diagnostica Predittiva ad un solo modulo scelto a caso nell’impianto. Spesso questo test è in grado di individuare le cause di malfunzionamento e mettere gli operatori in grado di suggerire soluzioni utili al ripristino totale/parziale della produttività (Revamping - audit energetici)”. Concludiamo con questa considerazione: un generatore FV da 1 MW di potenza nominale con una perdita di produttività non giustificata del 10% implica una mancata produzione di circa 125.000 KWh/anno ovvero una perdita economica valutabile fino a circa 55.000 €/anno.

Prof. Alessio Bosio

Indirizzo

Viale Delle Scienze 7/A
Parma
43124

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