I pannelli solari possono diventare troppo caldi?

Molte persone credono erroneamente che un clima caldo sia l’ideale per i pannelli solari, ma non è così. I pannelli solari possono surriscaldarsi. Le temperature ambiente elevate non sono l’ideale per il normale funzionamento dei pannelli solari. Le alte temperature riducono la tensione dei pannelli solari, il che riduce la potenza e porta a perdite termiche. Nei climi caldi, è necessario prestare molta attenzione per garantire che i pannelli solari abbiano un’ampia circolazione d’aria per evitare il surriscaldamento, che può portare a una riduzione delle prestazioni.

Quanto sono caldi i pannelli solari?

Le temperature dei pannelli solari variano a seconda della temperatura esterna. I pannelli solari sono testati a 25 °C. Nella calura estiva, i pannelli possono raggiungere temperature fino a 65 °C. Questo è paragonabile all’interno di un’auto dopo che è rimasta al sole per ore.

I pannelli solari sono costituiti da celle fotovoltaiche in silicio protette da una lastra di vetro e fissate con un telaio metallico. Per capire quanto possono diventare caldi questi pannelli, considera un’auto parcheggiata alla luce diretta del sole tutto il giorno.

Sebbene il vetro e il metallo dell’auto siano estremamente caldi al tatto, è improbabile che una persona possa subire gravi ustioni toccando un finestrino caldo, e lo stesso si può dire per un pannello solare.

Quanto è caldo troppo caldo per i pannelli solari?

I pannelli solari assorbono la luce solare e la convertono in energia, ma non tutta la luce solare assorbita verrà convertita in elettricità. Parte della luce solare assorbita viene convertita in calore.

I pannelli solari funzionano al massimo mentre le temperature variano tra 15 e 35 °C. Poiché i pannelli solari sono fabbricati per funzionare in modo più efficiente tra 15 e 35 °C, qualsiasi temperatura al di sopra dei limiti superiori causerà un calo delle prestazioni.

Un pannello solare caldo perderà grandi quantità di energia e non funzionerà in modo efficiente. È importante notare che sarebbe praticamente impossibile che si verifichino gravi danni a un pannello solare solo sulla base delle alte temperature.

Fattore di calore

Quando pensiamo al sole spesso pensiamo a due fattori principali: calore e luce. Questi fattori sono molto in gioco quando si tratta di progettare e installare un array di pannelli solari realizzato per sfruttare l’energia solare nel modo più efficiente possibile.

La componente luminosa della luce solare è essenzialmente ciò che un pannello flessibile è progettato per catturare e utilizzare per produrre energia elettrica. Nel frattempo, l’elemento riscaldante del sole può essere dannoso per questo processo.

Se il modulo del pannello solare è troppo vicino al tetto, allora non c’è abbastanza flusso d’aria dietro di esso, il che porta anche a valori di temperatura più elevati, ulteriori perdite di potenza e anche riduzioni dei valori di tensione.

Fattore di flusso d’aria

Pensiamo a un tipico pannello solare che si trova sopra il tetto del camper. Per evitare che il calore riduca l’efficienza del sistema di pannelli solari, l’array di pannelli deve avere un buon flusso d’aria tra se stesso e il tetto del camper.

È anche importante che qualsiasi sistema di pannelli solari abbia un buon flusso d’aria per ridurre l’esposizione all’umidità causata dall’umidità. L’umidità e le correnti elettriche non sono una buona combinazione, ma oltre a essere un pericolo per la sicurezza, l’umidità nel tuo sistema solare può devastare la sua efficienza.

La circolazione dell’aria dietro il modulo del pannello solare è necessaria per mantenere il modulo fresco e ridurre anche le perdite termiche.

L’effetto della temperatura sull’efficienza dei pannelli solari

Proprio come con qualsiasi altra apparecchiatura elettronica, le prestazioni dei pannelli solari diminuiscono man mano che si riscaldano: le leggi della termodinamica ci dicono che con un aumento del calore si riduce la produzione di energia, e questo vale per i pannelli solari.

Pertanto, temperature più calde significheranno sempre meno produzione per le celle di pannelli solari flessibili e questa perdita è quantificata in un “coefficiente di temperatura” dai produttori di pannelli, che varia da modello a modello.

I produttori valutano la suscettibilità alla temperatura dei loro prodotti sotto forma di coefficiente di temperatura, espresso in percentuale per grado Celsius.

È pratica standard testare i pannelli solari per la potenza in uscita a 25 °C. Quindi, se un pannello ha un coefficiente di temperatura di -0,50% per °C, la potenza di uscita di quel pannello diminuirà di mezzo punto percentuale per ogni grado in cui la temperatura aumenta di circa 25 °C.

La maggior parte dei pannelli solari sono costruiti per resistere a temperature fino a 65 °C. A quel punto, l’efficienza della cella solare inizierà a diminuire in modo significativo e probabilmente non tratterrà più calore. Se dovessi toccare questi pannelli a questa temperatura o oltre, potresti bruciare leggermente la pelle. Inoltre, l’efficienza energetica diminuisce di circa il 60%.

Come funzionano i pannelli solari nei climi caldi?

Abbiamo imparato che i pannelli solari utilizzano la radiazione solare per generare elettricità, ma questa fonte di energia ha due componenti: luce e calore. I pannelli solari utilizzano le particelle di luce in entrata come principale fonte di energia da trasformare in elettricità, tuttavia la componente termica non viene utilizzata per generare elettricità.

Il calore è generalmente associato a temperature elevate e umidità relativa elevata. Come discusso in precedenza, le alte temperature hanno un effetto negativo sulle prestazioni dei pannelli solari. Elevati valori di umidità relativa non vanno bene neanche per gli impianti fotovoltaici perché possono portare ad altri problemi come la presenza di umidità, delaminazione, correnti di dispersione, degrado dei moduli e riduzione dei valori di corrente.

Inoltre, se installiamo pannelli solari in un tetto spiovente, sorge anche un altro problema nei climi caldi. La circolazione dell’aria dietro il modulo è necessaria per mantenere il modulo fresco e anche per ridurre le perdite termiche.

Se il modulo è troppo vicino al tetto, allora non c’è abbastanza flusso d’aria dietro di esso, il che porta anche a valori di temperatura più elevati, ulteriori perdite di potenza e anche riduzioni dei valori di tensione. I sistemi di montaggio a terra non presentano questo problema perché l’aria scorre liberamente dietro il modulo.

In altre parole, i pannelli solari possono surriscaldarsi. Se il tuo pannello solare si sta surriscaldando, ciò significherà una riduzione dell’efficienza e delle prestazioni del modulo. Detto questo, non significa che il modulo sarà danneggiato dall’eccesso di calore.

A seconda dell’applicazione per cui si utilizza la tecnologia solare, gli effetti del surriscaldamento possono essere maggiori o minori. Se intendi utilizzare la tecnologia solare per alimentare alcune lanterne da campeggio a LED solari o un apricancello solare scorrevole che servono applicazioni molto piccole, gli effetti del surriscaldamento possono essere trascurati. Tuttavia, su impianti fotovoltaici su scala residenziale e commerciale, gli effetti del surriscaldamento sui pannelli solari possono essere considerevoli.

I pannelli solari sono testati sotto test di calore umido, che sottopongono il modulo a 1.000 ore di valori di temperatura elevati come 85°C con 85% di umidità relativa. Affinché un modulo sia disponibile in commercio, deve superare questo test e anche il test del ciclo termico, che include 200 cicli di variazioni di temperatura tra -40°C e 85°C. Come puoi immaginare, se il pannello solare potesse superarlo, è improbabile che venga danneggiato dai valori di temperatura disponibili nella tua posizione.