La forte irradiazione estiva fa pensare a molti che sia il periodo ideale per la produzione fotovoltaica. Tuttavia, la sensibilità dei pannelli fotovoltaici alla temperatura è spesso sottovalutata. Con l’aumento della temperatura, l’efficienza dei moduli cala e la loro durata può ridursi. Per aiutare le imprese a gestire al meglio le sfide poste dal caldo estivo, analizziamo in questo articolo l’impatto del calore sulla produzione e confrontiamo le tecnologie più diffuse, fornendo indicazioni utili per la scelta dei moduli più adatti al fotovoltaico aziendale.
1. Quanto influisce il caldo estivo sulla produzione dei pannelli?
Sebbene l’irraggiamento solare aumenti d’estate, favorendo teoricamente la produzione, i moduli fotovoltaici sono molto sensibili alla temperatura. La potenza generata decresce linearmente con l’aumento della temperatura: questa relazione è nota come coefficiente di temperatura, solitamente compreso tra -0,26%/°C e -0,35%/°C.
Esempio di calcolo:
Perdita di potenza = coefficiente di temperatura × (temperatura di lavoro - 25°C)
Con un modulo TOPCon che lavora a 65°C, la perdita di potenza sarà:
-0,32%/°C × (65 - 25) = 12,8%
Altri rischi legati al calore:
- Effetto hotspot: quando una parte del modulo è ombreggiata o sporca, la temperatura locale può superare i 150°C, creando un hotspot che danneggia le celle, deteriora i materiali di incapsulamento e accorcia la vita utile del modulo di 2–3 anni.
- Effetto PID (degradazione potenziale indotta): in condizioni di alta temperatura e umidità, le cariche interne possono migrare, causando un calo della potenza. Anche se i moduli di qualità per impianto fotovoltaico per azienda sono oggi progettati con protezioni anti-PID, un’installazione scorretta può comunque provocare degrado visibile. Scegliere moduli resistenti e ben installati è cruciale per assicurare la stabilità del sistema.
I moduli PERC non ottimizzati per il calore mostrano un decadimento delle prestazioni maggiore rispetto ai moduli TOPCon dopo anni di esercizio.
Un impatto diretto sul fotovoltaico per le aziende
Nella maggior parte dei progetti industriali e commerciali, il picco di produzione fotovoltaica coincide con il picco di consumo. Il calo di potenza causato dal caldo estivo obbliga le imprese a comprare più energia dalla rete. Ciò si traduce in costi operativi più elevati, in particolare in regioni con tariffe alte e autoconsumo elevato come Italia, Spagna e Sud della Francia, e rende il ritorno sull’investimento più lento.
L’aumento dell’irraggiamento, da solo, non basta a compensare le perdite dovute al calore. Per scegliere componenti affidabili per il fotovoltaico per le aziende, è fondamentale comprendere a fondo l’impatto delle alte temperature.
2. Differenze di rendimento tra tecnologie in estate
La resistenza al calore dei moduli varia in base alla tecnologia, influenzando direttamente le prestazioni nei mesi caldi. Le principali differenze risiedono nel coefficiente di temperatura, nella struttura della cella e nel comportamento reale in campo. Una valutazione completa è essenziale per garantire che l’impianto renda al massimo anche in estate, soprattutto in contesti di impianto fotovoltaico industriale.
(1) Moduli HJT
- Il coefficiente di temperatura più basso: I moduli HJT hanno un coefficiente di temperatura di circa -0,243%/°C. Significa che per ogni grado in più, la potenza diminuisce solo dello 0,243%. Quando la temperatura del modulo sale da 25°C a 65°C (un aumento di 40°C), la perdita di potenza è di circa il 9,72%, rendendoli i più stabili in ambienti caldi.
- Vantaggi della struttura eterogiunzione: Grazie alla combinazione di silicio cristallino e silicio amorfo, la tecnologia HJT assorbe meglio lo spettro solare completo, aumentando l'efficienza, ideale per le aree con forte irraggiamento come il Sud Europa.
- Affidabilità superiore: I moduli sono prodotti con processi a bassa temperatura e una struttura flessibile, riducendo il rischio di microcricche durante il trasporto e l’installazione e garantendo maggiore stabilità nel lungo periodo.
(2) Moduli TOPCon
- Coefficiente di temperatura moderato: Circa -0,32%/°C, con una perdita di potenza pari al 12,8% da 25°C a 65°C. Prestazioni migliori dei moduli PERC, ma leggermente inferiori agli HJT.
- Vantaggi strutturali evidenti: Grazie alla passivazione bifacciale e al layer riflettente posteriore, migliora la mobilità dei portatori di carica, riduce i danni termici e prolunga la durata del modulo.
- Ottimo rapporto qualità/prezzo: Rispetto agli HJT, i moduli TOPCon hanno un costo inferiore, rendendoli ideali per progetti aziendali con budget limitato ma esigenze di fotovoltaico per aziende ad alte temperature.
(3) Moduli IBC
- Alta efficienza ma resistenza termica media: I moduli IBC, grazie alla struttura a contatto posteriore, non hanno ombreggiature sul lato anteriore, offrendo un’alta efficienza e un aspetto estetico pulito. Tuttavia, con un coefficiente di temperatura tipico di -0,29%/°C, le prestazioni in estate sono leggermente inferiori agli HJT.
- Ideali per applicazioni speciali: Per via del design elegante e della struttura unica, i moduli IBC sono perfetti per edifici commerciali con elevati standard estetici o per applicazioni di fotovoltaico aziendale integrato in architettura (BIPV).
Confronto delle prestazioni dei tre tipi di moduli in condizioni di caldo estremo：
Nota: La perdita di potenza è calcolata in base al coefficiente di temperatura, presupponendo che la temperatura di lavoro del modulo aumenti da 25°C (condizioni standard di test) a 65°C.
3. Analisi dei casi: prestazioni reali in condizioni di alta temperatura
Nel Sud Europa, in regioni come Italia e Spagna, la temperatura dei moduli installati sul tetto supera spesso i 60°C durante l’estate. In queste condizioni, il coefficiente di temperatura influisce direttamente sull’efficienza dell’impianto e sul ritorno economico per le imprese che scelgono il fotovoltaico aziendale.
Il grafico seguente mostra l’andamento dell’efficienza di HJT, TOPCon e PERC durante una tipica giornata estiva soleggiata (8:00–17:00) in funzione dell’aumento della temperatura. Le curve si basano su modelli del settore relativi al coefficiente di temperatura e riflettono le differenze di prestazioni tra le tecnologie:
Nota: la variazione di efficienza è stimata in base a un modello lineare con riferimento a 25°C in condizioni di test standard (STC). Fonte dati: piattaforma PVGIS del Centro Comune di Ricerca dell’Unione Europea (JRC).
Dal grafico emerge che:
- I moduli HJT, con il coefficiente più basso (circa -0,24%/°C), mantengono un’efficienza elevata anche nelle ore più calde, con minime fluttuazioni nella produzione;
- I moduli TOPCon mostrano un calo più marcato all’aumentare della temperatura, ma performano comunque meglio dei PERC nella maggior parte della giornata;
- I moduli PERC subiscono il calo più evidente, soprattutto tra le 11:00 e le 15:00.
Questo significa che, nei momenti di massima radiazione e incremento termico, i moduli HJT garantiscono la migliore stabilità produttiva, un fattore cruciale per le aziende che puntano a massimizzare l’autoconsumo o a stabilizzare i carichi elettrici industriali.
Simulazione del rendimento estivo in Sicilia (90 giorni, 1 MW installato)
Sulla base dei dati PVGIS per il periodo giugno–agosto 2024, l’irraggiamento medio giornaliero in aree costiere siciliane è di circa 7,5 kWh/m²·giorno, con un’irradiazione totale stimata di 675 kWh/m² in 90 giorni. Supponendo: PR = 0,80 e temperatura operativa tra 60–65°C:
- Efficienza media HJT: circa 96%
- Efficienza media TOPCon: circa 91%
- Guadagno stimato in 90 giorni: circa 27.000 kWh
- In uno scenario ottimale con PR = 0,85, il guadagno può arrivare a 28.700 kWh
Con un prezzo aziendale dell’energia di €0,20/kWh, il risparmio stimato varia tra €5.400 e €5.740.
Nota: il confronto “96% vs. 91%” è basato su un modello semplificato con le seguenti ipotesi:
- Coefficiente di temperatura: HJT –0,24%/°C, TOPCon –0,32%/°C
- PR del sistema ≈ 0,80
- Temperatura di esercizio: 60–65°C
I dati reali devono essere verificati tramite manuali tecnici o misurazioni sul campo.
Analisi comparativa:
Anche con variazioni dell’irraggiamento tra 6,5 e 8,5 kWh/m²·giorno, o con PR oscillante di ±0,05, il risparmio resta stabile tra €4.500 e €6.000.
Una differenza giornaliera di efficienza del 4–5% può tradursi in un incremento del 12–14% nella produzione estiva.
Conclusione:
I moduli HJT offrono un vantaggio significativo e quantificabile in termini di rendimento a lungo termine in ambienti ad alta temperatura, rappresentando una soluzione ideale per aziende che desiderano impianti fotovoltaici per azienda orientati alla stabilità del flusso di cassa e all’autoconsumo.
Analisi economica: vale davvero la pena investire nei moduli ad alte prestazioni?
Quando si scelgono i moduli fotovoltaici, non basta considerare solo il coefficiente di temperatura. Le imprese si chiedono soprattutto: queste differenze prestazionali si traducono in ritorni concreti?
- Differenze di costo
I moduli HJT richiedono processi produttivi più complessi e attrezzature più sofisticate, con un costo per watt generalmente superiore rispetto ai moduli TOPCon. Tuttavia, grazie alle loro eccellenti prestazioni alle alte temperature e alla bassa degradazione, offrono una maggiore stabilità dei rendimenti nel lungo periodo. - Ritorno sull’investimento
I moduli TOPCon si distinguono per l’ottimo rapporto qualità/prezzo, rendendoli particolarmente adatti per progetti fotovoltaici per le aziende con budget limitato o con focus su un rapido ritorno dell’investimento. Anche se la loro efficienza in condizioni estreme è leggermente inferiore rispetto agli HJT, con una progettazione accurata del sistema e una buona gestione operativa, possono garantire risultati stabili. - Consigli applicativi
▸ In zone ad alta temperatura e forte irraggiamento, o per progetti dove è fondamentale coprire i picchi di consumo, si consiglia di privilegiare i moduli HJT;
▸ Nei progetti con vincoli di budget iniziale e obiettivi di ritorno a medio termine, i moduli TOPCon rappresentano una scelta ottimale per migliorare l’efficienza dell’investimento;
▸ Nei casi in cui il progetto implichi integrazione architettonica, esigenze estetiche o applicazioni BIPV, i moduli IBC – grazie al design senza sbarre frontali e alla compatibilità strutturale – meritano considerazione, soprattutto per un impianto fotovoltaico per azienda che punti anche all’immagine.
4. Come scegliere il modulo migliore in base alle esigenze?
Le differenze prestazionali tra le tecnologie dei moduli in condizioni di alta temperatura sono ormai chiare. Tuttavia, nella pratica progettuale, molte aziende faticano ancora a tradurre ambiente, risorse e struttura finanziaria in criteri concreti di scelta. In questa sezione proponiamo quattro direttrici chiave per supportare le decisioni nei progetti di fotovoltaico aziendale.
Stabilità termica prioritaria nelle zone calde
Per impianti installati in regioni come il Sud Italia, il Centro della Spagna o il Sud della Francia, dove la temperatura operativa dei moduli supera spesso i 60°C in estate, è essenziale privilegiare tecnologie con basso coefficiente di temperatura per evitare cali di rendimento durante i picchi di carico. I moduli HJT, grazie alla loro elevata stabilità termica, rappresentano un vantaggio evidente. Al contrario, in aree più temperate del Centro-Nord Europa (es. Nord della Germania, Austria, Polonia), i moduli TOPCon offrono un buon compromesso tra costo e prestazione.
Massimizzare l’efficienza per tetti con spazio limitato
Nei contesti in cui lo spazio disponibile è ridotto (come capannoni industriali o magazzini), la produzione per metro quadrato è cruciale per determinare la taglia dell’impianto fotovoltaico per azienda e il suo potenziale rendimento. In questi casi, è preferibile optare per moduli ad alta efficienza e bassa perdita termica, come HJT o IBC. Se invece il progetto dispone di ampi spazi (terreni o tetti) e l’obiettivo primario è il controllo del costo, i moduli TOPCon sono spesso la scelta più vantaggiosa per il ritorno sull’investimento.
Adattare le prestazioni del modulo alla struttura finanziaria del progetto
La struttura finanziaria del progetto definisce la tolleranza sul periodo di rientro e la stabilità dei flussi di cassa. In progetti a lungo termine con modelli di guadagno misti (autoconsumo + vendita), i moduli HJT, grazie alla bassa degradazione e all’alta coerenza prestazionale, offrono un’eccellente compatibilità. In alternativa, per chi punta a un ritorno in 3–5 anni con investimenti iniziali ridotti, i moduli TOPCon sono idonei anche in regioni a temperatura medio-alta, garantendo buoni risultati.
Valutare la coerenza produttiva e la gestione operativa
Nei progetti con gestione centralizzata e attenzione al contenimento dei costi di manutenzione (come quelli multi-sito), conviene scegliere moduli a bassa degradazione come HJT o IBC. Questo favorisce la coerenza produttiva dell’impianto e migliora l’integrazione con sistemi di gestione intelligente, riducendo i rischi operativi e garantendo stabilità al fotovoltaico per le aziende.
Dal 2008, Maysun Solar si dedica alla produzione di moduli fotovoltaici di alta qualità. La nostra gamma di pannelli solari, tra cui IBC, HJT, TOPCon e stazioni solari da balcone, è realizzata con tecnologia avanzata, offrendo eccellenti prestazioni e qualità garantita. Maysun Solar ha stabilito con successo uffici e magazzini in molti paesi e ha costruito partnership a lungo termine con i migliori installatori! Per i preventivi più recenti sui pannelli solari o per qualsiasi richiesta relativa al fotovoltaico, contattaci. Siamo impegnati a servirti e i nostri prodotti offrono un'affidabilità garantita.
Riferimenti
Commissione Europea, Centro Comune di Ricerca (JRC) — Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)
https://joint-research-centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system-pvgis_en
Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE — Test delle prestazioni dei moduli fotovoltaici e coefficienti di temperatura
https://www.ise.fraunhofer.de/en/business-areas/pv-systems.html
World Bank Group — Global Solar Atlas
https://globalsolaratlas.info/
Commissione Europea — Direttiva sulle energie rinnovabili e incentivi degli Stati membri
https://energy.ec.europa.eu/topics/renewable-energy/renewable-energy-directive_en
Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) — Tecnologia solare fotovoltaica e tendenze dei costi
https://www.irena.org/publications/2020/Jun/Solar-PV
Ti potrebbe interessare anche: