(di Maria Carla Rota)
Con il passare del tempo i pannelli solari subiscono un naturale processo di degrado, che determina una diminuzione della produzione di energia fino al 10-15% nell’arco di 25-30 anni, periodo di durata media prevista per un impianto. Le principali cause alla base dell’usura sono l’esposizione ai raggi UV e alle condizioni atmosferiche avverse, soprattutto l’umidità. Anche per questo sono importanti le attività di manutenzione e revamping del fotovoltaico, ma sul lungo periodo come si può aumentare la resistenza dei moduli e di conseguenza mantenerne elevata l’efficienza? A questo sta lavorando il Centro ENEA di Portici, in provincia di Napoli, che ha messo a punto nuovi film incapsulanti, ovvero materiali polimerici-plastici che rivestono e proteggono le celle fotovoltaiche.
Pannelli solari, cosa sono i film incapsulanti e come funzionano
I film incapsulanti assolvono compiti cruciali come conferire l’integrità strutturale, prevenire il danneggiamento, formare una barriera contro l’umidità, garantire affidabilità e durata nel tempo del pannello solare, proteggendolo dal degrado dovuto agli agenti atmosferici, alla luce e all’ossigeno.
Attualmente l’incapsulante più utilizzato è l’EVA (Etilene Vinil Acetato), che offre un’eccellente trasmissione della luce solare grazie alla presenza di additivi, in grado di aumentarne le proprietà ottiche e chimiche. Con il tempo, però, la degradazione chimica porta alla formazione di acido acetico, sostanza che poi determina la corrosione delle celle e il deterioramento del modulo.
Umidità e raggi UV: come proteggere i pannelli fotovoltaici
“Per far fronte a queste criticità, la nostra attenzione si è focalizzata su materiali alternativi, come le poliolefine, il cui invecchiamento avviene senza sviluppo di acido acetico”, spiega in un comunicato rilasciato dall’agenzia nazionale Valeria Fiandra, ricercatrice del Laboratorio ENEA Dispositivi Innovativi, nonché coautrice dello studio su questi nuovi materiali insieme ai colleghi Lucio Sannino, Concetta Andreozzi, Giovanni Flaminio (Laboratorio Energia e Data Science) e Michele Pellegrino (Sezione Metodologie, Approcci e Strumenti per l’analisi della Sostenibilità delle Tecnologie Energetiche).
Rispetto all’EVA, le poliolefine, che sono un’altra tipologia di materiali plastici, garantiscono una maggiore stabilità termica, fino a 400°C anziché 300°C, una migliore resistenza alla degradazione da raggi UV e una migliore barriera contro l’umidità. “Nel complesso rappresentano un buon compromesso tra proprietà ottiche, resistenza termica alle alte temperature, trasparenza e resistenza al fotoinvecchiamento”, prosegue Fiandra. Sottoposti a test preliminari, i nuovi materiali hanno dato risultati molto incoraggianti. “La durabilità e la resistenza ai raggi ultravioletti possono inoltre migliorare ulteriormente, se si aggiungono nella formulazione additivi appropriati”.
L’importanza del corretto smaltimento dei pannelli fotovoltaici
I nuovi film incapsulanti messi a punto da ENEA permettono anche di migliorare la sostenibilità economica e ambientale durante tutta la durata di vita del modulo fotovoltaico. Nel corso del tempo, infatti, i pannelli possono essere riciclati e lavorati più volte, mentre alla fine è più facile disassemblarne la struttura, recuperando materiali valorizzabili e riciclabili.
Un aspetto importante, se si pensa che, secondo l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), entro il 2050 ci saranno 78 milioni di tonnellate di pannelli fotovoltaici a fine vita da smaltire. Farlo nel modo corretto, evitando rischi per la salute e l’ambiente e non sprecando risorse preziose, è una sfida aperta per il futuro, ma anche una realtà su cui aziende di alto livello, come Innovatec, si stanno già concentrando. Sempre secondo le stime di IRENA, dal totale degli impianti che giungeranno a fine vita entro metà secolo se ne potrebbero costruire oltre 2 miliardi di nuovi per un valore complessivo di 15 miliardi di dollari.