Fotovoltaico in inverno: cosa sapere

Piccolo riassunto sul funzionamento degli impianti fotovoltaici 

Gli impianti fotovoltaici trasformano l'energia solare in elettricità utilizzando celle fotovoltaiche. Quest’ultime, generalmente realizzate in silicio, sfruttano l'effetto fotovoltaico: ciò significa che quando la luce del sole colpisce il materiale semiconduttore, gli elettroni vengono eccitati e generano corrente elettrica. 

Il processo inizia con l'assorbimento dei fotoni solari da parte delle celle fotovoltaiche. Gli elettroni, una volta eccitati, si spostano attraverso il materiale semiconduttore, creando un flusso di corrente continua (DC). 

Successivamente, un inverter trasforma la corrente continua in corrente alternata (AC), rendendola utilizzabile per l'alimentazione domestica o per l'immissione nella rete elettrica. 

Gli impianti fotovoltaici possono essere posizionati o strutturati in modi diversi a seconda delle esigenze specifiche del luogo, della struttura o delle preferenze dell'utente. Esistono gli impianti a terra o integrati nei tetti degli edifici ed è possibile collegarli alla rete elettrica.

Inoltre, si può attivare la modalità off-grid grazie ai sistemi di accumulo, che consente al fotovoltaico di operare in modo indipendente dalla rete elettrica pubblica.

Cosa influenza il rendimento di un impianto fotovoltaico?

L’efficienza di conversione dell’impianto fotovoltaico, ovvero la capacità delle celle di trasformare l'energia solare in energia elettrica, dipende da diversi fattori, tra cui la qualità dei materiali di composizione, le condizioni di irraggiamento e la temperatura ambientale. In genere, le celle solari più avanzate hanno un rendimento compreso tra il 15% e il 22%.

Per garantire prestazioni ottimali, è importante che i pannelli fotovoltaici siano installati con un'inclinazione e un orientamento adeguati, solitamente rivolti verso sud e inclinati a un angolo che corrisponde alla latitudine del luogo di installazione, così da massimizzare l'esposizione solare. 

È da evitare la presenza di ombre, anche parziali, causate da alberi, edifici o altre strutture, per non influenzare negativamente la produzione di energia. L'uso di ottimizzatori di potenza o microinverter può aiutare a mitigare questa problematica.

Inoltre, la manutenzione regolare, come la pulizia delle superfici dei pannelli, l’eliminazione di foglie, neve e polvere, ma anche la verifica dei componenti elettrici sono essenziali per mantenere l'efficienza dell'impianto nel tempo.

In ogni caso, la quantità di energia prodotta è direttamente proporzionale a quella di luce naturale che raggiunge le celle. La posizione geografica e le condizioni meteorologiche, in particolare la presenza di nuvole o nebbia, possono influire sull'irraggiamento solare disponibile. Durante l'inverno, infatti, le giornate più corte e il sole più basso all'orizzonte riducono l’energia captata.

Paradossalmente, poi, il sistema funziona meglio a temperature moderate, in quanto quelle troppo elevate riducono l’efficienza di conversione. Le funzionalità del fotovoltaico in inverno, invece, potrebbero essere compromesse dalla neve o dal gelo, soprattutto se non si esegue una corretta pulizia e manutenzione.

Quanto rende un impianto fotovoltaico nei mesi caldi 

Nei mesi caldi, gli impianti fotovoltaici tendono a raggiungere il loro massimo potenziale di produzione energetica. Questo è dovuto principalmente all'aumento delle ore di luce naturale e all'intensità dell'irraggiamento solare durante l'estate. 

Tuttavia, l'efficienza di conversione delle celle solari diminuisce con il calore, sebbene la quantità di energia prodotta sia maggiore. Per massimizzare il rendimento degli impianti fotovoltaici nei mesi più caldi, è essenziale che i pannelli siano ben ventilati. Si consiglia, quindi, di installare un sistema che consenta all’aria di circolare.

Quanto producono i pannelli fotovoltaici in inverno?

Ma quanto producono i pannelli fotovoltaici in inverno? Con meno ore di luce, hanno un minor tempo a disposizione per raccogliere e convertire l'energia solare in elettricità. Inoltre, l'angolo più basso del sole all'orizzonte fa sì che la luce raggiunga i pannelli con un'inclinazione meno diretta, riducendo l'efficienza della captazione solare.

Nuvole, nebbia e neve possono ostacolare ulteriormente la produzione energetica. Tuttavia, è interessante notare che i pannelli fotovoltaici sono in grado di funzionare con luce diffusa, anche se producono una minore quantità di energia rispetto a una giornata di sole pieno.

A differenza dei mesi estivi, però, quando il calore eccessivo comporta effetti negativi sull'efficienza di conversione, il freddo aiuta a mantenere le prestazioni ottimali delle celle solari.

Fotovoltaico in inverno: cosa succede ai pannelli?

Uno dei problemi più comuni in inverno è l'accumulo di neve sulla superficie dei pannelli. Essa può bloccare completamente l'accesso alla luce del sole, impedendo la produzione di energia. Fortunatamente, molti dei pannelli sono progettati per essere inclinati, il che facilita lo scivolamento della neve. In alcuni casi, è possibile dover intervenire manualmente, soprattutto in zone con forti nevicate.

Anche la formazione di ghiaccio costituisce un ostacolo al corretto funzionamento del fotovoltaico in inverno. Per tale motivo, è bene prendere le dovute precauzioni, come la selezione di sistemi resistenti.

Si può proteggere un impianto fotovoltaico in inverno?

Esistono diverse strategie e accorgimenti che possono essere adottati per preservare l’impianto fotovoltaico anche nelle condizioni climatiche più avverse.

Innanzitutto, come anticipato, è essenziale assicurarsi che i pannelli siano installati con un'inclinazione adeguata, così da facilitare lo scivolamento della neve ed evitare la formazione di ghiaccio. Le strutture che consentono la regolazione stagionale dell’angolazione possono rappresentare la soluzione ideale.

Anche l’uso di rivestimenti antighiaccio e idrofobici sui pannelli è particolarmente utile. In pratica, sono dei trattamenti superficiali che riducono l'adesione di neve e ghiaccio, facilitandone la rimozione e mantenendo la superficie dell’impianto più pulita. Esistono poi sistemi di riscaldamento integrati, i quali possono essere attivati per garantire che il fotovoltaico rimanga operativo anche durante le nevicate più intense.

Con una manutenzione regolare e la verifica dell’integrità dei cablaggi e degli inverter, eventuali problemi possono essere individuati e risolti tempestivamente. Per una protezione maggiore, si può valutare l’adozione di sistemi di monitoraggio in tempo reale e l’installazione di barriere antivento.