il mensile del fotovoltaico - SolarWorld AG

PHOTON Febbraio 2010
2/2010
Febbraio 2010
www.photon-online.it
IL MENSILE DEL FOTOVOLTAICO
Moduli a non fi nire
La panoramica di mercato 2010
comprende prodotti di 166 marchi
Photowatt concilia
Dopo la denuncia dei casi di «hot-spot»
i francesi migliorano il servizio ai clienti
West meets East
Un produttore cinese di celle
con standard europei
Spagna
Asif: puntare su
autoconsumo e
tariffe minori
I VITICOLTORI CALIFORNIANI SCOPRONO IL SOLARE
La nuova moda: affi ancare ai vitigni
altri altri fi fi lari… lari… fotovoltaici
fotovoltaici
Un omaggio di
SolarWorld
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Ricerca e tecnologia
Ciò che conta veramente: potenza, rendimento, resa
Cinque anni fa il Laboratorio PHO-
TON ha iniziato a eseguire primi test
sui moduli. Da allora è sottoposto a
continui ampliamenti, mettendo a disposizione
le apparecchiature per gli
esami ottici (fotocamera a infrarossi e
per la misura di elettroluminescenza) e
soprattutto un analizzatore di potenza
(flasher). Il prossimo passo previsto
è la messa in funzione di una camera
climatica.
Tuttavia, al centro di tutto c’è ancora
la misurazione con cui tutto ha avuto
inizio, cioè il rilevamento della resa:
quanti chilowattora di corrente produce
un modulo nel corso di un anno?
La domanda sembra banale, ma per
fornire una risposta precisa è necessario
uno sforzo notevole. I moduli, sempre
tre dello stesso modello, sono installati
in un’area esterna per evitare
ombreggiamenti, differenze di temperatura
e influssi dovuti alla riflessione.
Inoltre, sono costantemente sotto carico,
ovvero immettono corrente nella
rete. E non per incassare la tariffa incentivante,
ma perché se funzionasseri
a vuoto, i moduli si riscalderebbero
eccessivamente. Il riscaldamento eccessivo
a sua volta incide sul rendimento
Resa normalizzata mensile nel 2009 in kWh/kW e irraggiamento (sul piano dei moduli) in kWh/m 2 (2009: 1.215,47 kWh/m 2 a)
Resa normalizzata in kWh/kW
Irraggiamento in kWh/m 2
(che si riduce all’aumentare della temperatura)
e quindi sulla potenza.
Ciononostante, ovviamente la misurazione
deve essere effettuata davanti
all’inverter e non dietro. In caso contrario,
l’inverter con i suoi eventuali
difetti altererebbe il risultato. Inoltre,
poiché non tutti i moduli armonizzano
allo stesso modo con tutti gli inverter,
si determinerebbe uno svantaggio per
singoli prodotti testati. Per questo motivo,
nel campo prove di PHOTON i moduli
sono collegati all’inverter tramite
un convertitore CC/CC e un bus in CC
(CC: corrente continua).
Durante la procedura di misurazione
vera e propria, i moduli sono separati
dalla rete per una frazione di secondo.
Così viene registrata la curva caratteristica
corrente/tensione (curva caratteristica
I-V) con 2.000 punti di misura.
Il prodotto tra corrente e tensione è la
potenza (indicata in watt), che moltiplicata
a sua volta per il tempo dà la resa
(indicata in wattora o chilowattora).
Dunque, per conoscere la resa, basta registrare
un numero sufficiente di volte
la curva caratteristica I-V. Nel campo
prova di PHOTON ciò avviene una volta
al secondo. Di conseguenza, i dati sulla
resa sono il risultato di circa 3.154.600
rilevamenti della curva caratteristica
all’anno. Ognuna di queste misurazioni
ha una durata di circa un centesimo di
secondo, dopodiché il modulo viene di
nuovo collegato alla rete. Dunque, per il
99 per cento del tempo di funzionamento
rimane sotto tensione.
Finora i risultati annuali ottenuti da
questo tipo di misurazione sono disponibili
per 16 modelli di moduli. Ovviamente
quando si sceglie un modulo, bisogna
valutarne anche le caratteristiche
costruttive, cioè la stabilità a lungo termine,
oltre che la resa. Tra tutti i criteri,
però, quest’ultimo è il più importante e
nel medio e lungo termine permette di
giudicare anche le altre qualità. Infatti,
solo una produzione di qualità consente
di ottenere una buona resa.
L’osservazione dei risultati dei test
può inoltre essere utile per fare un po’
di chiarezza su tre termini che vengono
spesso confusi nei colloqui di vendita:
potenza, rendimento e resa.
Come già accennato, la potenza di
un modulo è il prodotto tra la corrente e
la tensione. Questi due valori variano a
seconda dell’irraggiamento: con il cielo
terso, il modulo raggiunge una potenza
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set
La resa annuale dei moduli nel campo prova di PHOTON a intervalli mensili: è evidente come i mesi estivi costituiscano la parte maggiore della resa complessiva. Questo
vale per tutti i tipi di moduli, anche per quelli a film sottile. Nel complesso, dunque, conta soprattutto la capacità di generare più energia possibile con l’irraggiamento solare
diretto. Un buon comportamento in condizioni di scarsa luminosità, invece, è solo secondario. La tabella con i risultati dei test 2009 è riportata a pagina 142.
PHOTON Febbraio 2010

maggiore rispetto a quando è nuvoloso.
Il rendimento è il rapporto tra la potenza
e la superficie: maggiore è il rendimento,
tanto maggiore sarà la potenza
generabile su una determinata area.
Sia la potenza che il rendimento
sono misurati in cosiddette condizioni
standard di collaudo (STC, standard
test conditions), ovvero con un irraggiamento
di 1.000 watt per metro quadro,
una temperatura delle celle di 25
gradi e uno spettro luminoso corrispondente
a una massa d’aria di 1,5. I
raggi solari che arrivano verticalmente
percorrono un tragitto più breve attraverso
l’atmosfera rispetto a quelli obliqui
e quindi attraversano una massa
d’aria minore; questo influisce sullo
spettro luminoso.
Per motivi tecnici, non è possibile
produrre moduli fotovoltaici con una
potenza perfettamente costante. Per
questo i valori rilevanti sono due: la potenza
nominale e la potenza effettiva. Il
primo è il dato indicato dal produttore
per un determinato modello di moduli.
Si tratta sempre di un valore medio
con determinate tolleranze. Minore è
il margine di tolleranza, tanto meglio.
La potenza effettiva invece viene rile-
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Solar-Fabrik - SF 145A
MHH - MHH plus 190
BP - BP 7185 S
Sharp - NT-R5E3E
Kyocera - KC170GT-2
Shell - SQ 150-C
Isofoton - I-110/24
Photowatt - PW 1650
Solarworld - SW 210 poly
Schott Solar- ASE-300-DG-FT
Evergreen - ES-180-RL
CSI - CS6A-170P
Evergreen - EC-120
Shell - Powermax Eclipse 80-C
First Solar - FS-265
Solarfun - SF160 M5-24
Ott Nov Dic
vata per ogni singolo modulo con una
lampada allo xeno («flasher»). Anche
questo avviene in condizioni standard
di collaudo, motivo per cui si parla di
potenza STC. Il relativo protocollo di
misurazione («protocollo» flasher o
«elenco flasher») dovrebbe essere fornito
insieme al modulo. Per chiarire la
differenza tra la potenza nominale e la
potenza STC e il suo effetto sul rendimento,
nella tabella della misurazione
della resa pubblicata a pagina 142 sono
riportati entrambi i valori: la potenza
nominale con il relativo «rendimento
nominale», così come la potenza STC
con il «rendimento STC».
Naturalmente il rendimento fornisce
indicazioni sulla qualità del modulo
fotovoltaico. Questo però consente di
mettere a confronto solo i moduli con
la stessa tecnologia. Paragonare un prodotto
a film sottile a un modulo cristallino
non avrebbe molto senso. Il gestore,
comunque, è interessato soprattutto
alla resa, cioè la quantità di chilowattora
di corrente prodotta dal modulo.
L’opinione molto diffusa, secondo cui i
moduli con il rendimento più alto sono
migliori degli altri e che quindi possono
avere un costo più elevato, non è del
tutto corretta. Nel test PHOTON, il modulo
con il rendimento più basso (First
Solar FS-265) è giunto al secondo posto,
battuto solo di poco dal primo classificato
(Solarworld Sunmodule Plus SW
210 poly). Il modulo con il rendimento
più alto (BP Solar BP 7185 S), invece, si
è classificato solo dodicesimo con un
distacco notevole dalla vetta. Inoltre,
il modulo di Solarworld è dotato di celle
policristalline esattamente come il
MHH plus 190 (190 Wp) di Sunways,
che per giunta ha un rendimento nettamente
migliore. Ciononostante la resa
è sensibilmente inferiore.
Un altro aspetto importante per il
gestore è la differenza tra la potenza
nominale e la potenza STC. Il prezzo
d’acquisto, infatti, normalmente è determinato
dalla potenza e più precisamente
dalla potenza nominale. Se questa
è maggiore del valore effettivo, si
finisce per pagare qualcosa che poi non
viene fornito. Nel caso contrario, cioè
quando la potenza STC è maggiore di
quella nominale, si riceve qualche watt
gratis, per così dire.
Nel test sulla produzione energetica
di PHOTON, la resa è sempre norma-
»
lizzata in base alla potenza STC. Questo
procedimento cela una piccola iniquità
nella valutazione rispetto a quei
produttori che, seppur in modo lodevole,
forniscono indicazioni più prudenti
sulla potenza nominale, cui comunque
l’acquirente non ha diritto. L’ultimo
classificato nella valutazione della resa
del 2009, il modulo Sharp NT-R5E3E,
ne è l’esempio più evidente. Infatti, in
questo caso esiste una notevole differenza
tra i 175 watt di potenza nominale
e la potenza STC effettivamente
misurata di 188 watt (la media dei tre
moduli installati nel campo di prova).
Normalizzando la resa di questo modulo
in base alla potenza nominale, invece
della potenza STC, non si otterrebbero
953, bensì 1.023 chilowattora
per chilowatt, e quindi una posizione
molto migliore. Al contrario, i moduli
con una potenza STC inferiore rispetto
al valore nominale (Photowatt PW
1650-175W, Evergreen EC-120, Isofoton
I-110/24) scivolerebbero più giù
nella classifica.
D’altro canto, normalizzare il valore
in base alla potenza nominale favorirebbe
quei produttori che riducono
in maniera consapevole le indicazioni
della potenza per ottenere, apparentemente,
una resa migliore negli impianti
con i loro moduli. L’aspetto principale
del test è la comparabilità, la quale è
assicurata solo se la resa è normalizzata
in base alla potenza STC. Per una maggiore
chiarezza nell’acquisto, i moduli
fotovoltaici dovrebbero essere forniti
sempre con un protocollo flasher ed
essere pagati solo in base alla potenza
indicata in quel protocollo.
Soprattutto, la resa specifica riferita
al valore misurabile della potenza
STC non è solo un esempio di calcolo,
ma anche un indicatore per la maturità
tecnologica e la qualità di fabbricazione
del modulo fotovoltaico. Se in
condizioni standard di collaudo, il prodotto
genera una potenza di 100 watt,
mentre in altre condizioni di irraggiamento,
che in realtà sono molto più frequenti,
la potenza diminuisce in modo
sproporzionato, la resa non è buona. Se
invece il modulo funziona bene in diverse
condizioni, è possibile ottenere
una buona resa. Dopotutto, quello che
conta veramente è trasformare la luce
disponibile in corrente nel modo più
efficiente possibile. js
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Risultati delle misurazioni della resa PHOTON
82
Risultati delle misurazioni della resa 2009
Ricerca e tecnologia
Differenza rispetto al vincitore
del test (%)
Resa in kWh/kW **
Rendimento »STC« (%)**
Potenza STC
Rendimento »nominale« (%)*
Anno d›installazione
Anno d›installazione
Paese di origine
Tipo cella
Tipo di modulo
Produttore
Solarworld Sunmodule Plus SW 210 poly**** poli Portogallo 2006 210 12,5 212,6 12,7 1.084 Il migliore a livello annuale
First Solar FS-265 CdTe USA 2007 65 9,0 65,4 9,1 1.079 0,4
Photowatt PW 1650-175W poli Francia 2006 175 13,0 171,5 12,8 1.038 4,2
Shell Powermax Eclipse 80-C*** CIS H USA 2007 80 9,3 87,6 10,2 1.037 4,3
Evergreen EC-120*** ribbon USA 2006 120 11,6 119,5 11,5 1.037 4,3
Evergreen ES-180-RL*** ribbon Germania 2007 180 12,0 183,9 12,3 1.036 4,4
Shell SQ 150-C*** mono Portogallo 2006 150 11,4 155,2 11,8 1.033 4,7
CSI CS6A-170P poli Cina 2007 170 13,0 174,5 13,4 1.009 6,9
Kyocera KC170GT-2 poli Giappone 2006 170 13,3 177,5 13,9 1.005 7,3
Solar-Fabrik SF 145A*** EFG Germany 2005 145 11,8 146,0 11,9 1.000 7,7
Isofoton I-110/24*** mono Spagna 2006 110 12,8 101,1 11,8 1.000 7,7
BP Solar BP 7185 S*** mono Spagna, India 2005 185 14,7 186,2 14,8 999 7,9
Solarfun SF160 M5-24 (175 W) mono Cina 2007 175 13,7 174,5 13,7 998 7,9
Sunways MHH plus 190 (190 Wp)*** poli Portogallo 2005 190 13,4 198,6 14,0 993 8,3
Schott Solar ASE-300-DG-FT (300 W)*** EFG USA 2007 300 12,4 308,5 12,7 993 8,4
Sharp NT-R5E3E mono Giappone 2005 175 13,5 188,0 14,4 953 12,0
900 950 1000 1050 1100 0 4 8 12 16
*normalizzato sulla potenza nominale, **normalizzato sulla potenza STC, ***fuori produzione, ****denominazione precedente SW 210 poly
ıı
Stampa speciale di PHOTON - la rivista fotovoltaica, edizione febbraio 2010, pagina 62-65. Traduzione da SolarWorld AG. Photon non prende responsabilità della traduzione né
linguisticamente né di contenuto.
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SolarWorld AG è uno dei maggiori gruppi industriali del fotovoltaico a livello mondiale, con una esperienza produttiva di più di 30
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importante contributo alla conservazione
del valore nel rispetto dell’ambiente, chiudendo
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